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如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,在细线的下端吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=L,当绳受到大小为3mg的拉力时就会断裂。现让环与球一起以的速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离右墙的水平距离也为L。不计空气阻力,已知当地的重力加速度为g。试求:
(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小;
(2)在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
绳对小球的拉力大小为F=3mg
球的第一次碰撞点距B的距离为解析:
(1)在环被挡住而立即停止后小球立即以速率v绕A点做圆周运动,根据牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有
解得绳对小球的拉力大小为F=3mg
(2)根据上面的计算可知,在环被A挡住的瞬间绳恰好断裂,此后小球做平抛运动.
假设小球直接落到地面上,则
球的水平位移
所以小球先与右边的墙壁碰撞后再落到地面上
设球平抛运动到右墙的时间为,则
小球下落的高度
所以球的第一次碰撞点距B的距离为。
练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:

如图所示,重力不计的轻杆O1B和O2A,长度均为L,O1和O2为光滑的转动轴,A处有一突起物搁在O1B的中点,B处用细绳系在O2A的中点,此时两短杆便组合成一根长杆.今在O1B杆上的C点(C点为AB的中点)悬挂一个重为G的物体,则A处受到的支承力为
1
2
G
1
2
G
;B处绳的拉力为
G
G
.

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科目:初中物理 来源: 题型:

小明捡到三个金属块,他想知道它们分别是什么物质,于是他想到测量它们的密度.
(1)如果天平在使用的过程中,忘记调节横梁平衡,指针静止时如图所示,若用它测量物体的质量,则测量值
<
<
真实值.(“>”,“<”,“=”)
(2)经过测量金属块A的质量是10.8克,在量筒中倒入14ml水后,他将金属块A用细线系住完全浸没在水中示数如图所示,则金属块A的密度等于
2.7×103
2.7×103
kg/m3.
(3)通过测量发现:金属块B可用图中直线甲来表示,这种金属在日常生活中应用广泛,例如:
制作铜导线
制作铜导线
(举1例).
物质 密度/(kg/m3)
铝 2.7×103
铜 8.9×103
铅 11.3×103
金 19.3×103

(4)金属C是边长为10cm的正方体,放在水平地面上后,对地面的压强为800Pa,金属块C的密度为多少?
(5)小明判断金属块C可能是空心的,请你说明小明这样判断的理由?
(6)研究完固体密度后,他还想设计制作一个可粗略比较两种液体密度大小的仪器,看着桌子上纸、笔,家中的气球、万能胶以及两根直径约2cm,长约20cm的L型塑料管(透明).他想到了办法,您知道小雨怎样制作的吗?
(1)原理:
(2)装置
(3)使用方法.

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科目:初中物理 来源: 题型:阅读理解

某研究性学习小组,为探究航天器球形返回舱穿过大气层时所受的空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟探究.如图是测风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝的阻值较大.一质量和电阻均不计的细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC长为H.有风时金属丝偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示,细金属丝与电阻始终保持良好的接触).已知电源电压为U0且保持不变,电压表分别与O点和C点相连,球P的质量为m,并推得风力大小F与电压表示数U的关系为F=
ULmg
U0H

(1)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下实验.
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数,如表1.
表1   r=0.050cm
风速/(ms-1) 10 15 20 30
电压表示数/V 2.40 3.60 4.81 7.19
由表1数据可知:风力大小与风速大小的关系是:
在球半径一定时,风力大小与风速大小成正比关系
在球半径一定时,风力大小与风速大小成正比关系
.
实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了半径不同的情况下电压表的示数,如表2.
表2   v=10m/s
球半径/cm 0.25 0.50 0.75 1.00
电压表示数/V 9.60 2.40 1.07 0.60
由表2数据可知:风力大小与球半径大小的关系是:
在风速一定时,风力大小与球半径大小成正比关系
在风速一定时,风力大小与球半径大小成正比关系
.(提示:球体体积公式为
4
3
πr3)
(2)根据上述实验结果可知:风力大小F与风速大小v、球的半径r的关系式为:
F=Kvr,其中K为常数
F=Kvr,其中K为常数
.

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科目:初中物理 来源: 题型:填空题

如图所示,重力不计的轻杆O1B和O2A,长度均为L,O1和O2为光滑的转动轴,A处有一突起物搁在O1B的中点,B处用细绳系在O2A的中点,此时两短杆便组合成一根长杆.今在O1B杆上的C点(C点为AB的中点)悬挂一个重为G的物体,则A处受到的支承力为________;B处绳的拉力为________.

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