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如右图所示,长l=0.8 m的细线上端固定在O点,下端连接一个质量为m=0.4 kg的小球,悬点O距地面的高度H=3.55 m,开始时将小球提到O点而静止,然后让它自由下落,当小球到达使细线被拉直的位置时,刚好把细线拉断,再经过t=0.5 s落到地面,如果不考虑细线的形变,g=10 m/s2,试求:

(1)细线拉断前后的速度大小和方向;

(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为0.1 s,试确定细线的平均张力大小.

解析:(1)细线拉断前,小球下落过程机械能守恒:

mgl=mv

得v1==4 m/s,方向竖直向下.

设细线断后球速为v2,方向竖直向下,由

H-l=v2t+gt2,

可得:v2=3 m/s,方向竖直向下.

(2)设细线的平均张力为F,方向竖直向上.取竖直向上为正方向,由动量定理可得:

(F-mg)Δt=-mv2-(-mv1)

F=+mg=8 N.

答案:(1)4 m/s,方向竖直向下;3 m/s,方向竖直向下 (2)8 N

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:海淀区2005年高三年级第一学期期末练习 物理 题型:038

如图所示,长L=0.80m、电阻r=0.30、质量m=0.10kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上,导轨由两条平行金属杆组成,已知金属杆表面光滑且电阻不计,导轨间距也是L,金属棒与导轨接触良好.量程为0~3.0A的电流表串联接在一条导轨上,在导轨左端接有阻值R=0.50的电阻,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R两端,垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现以向右恒定的外力F=1.6N使金属棒向右运动,当金属棒以最大速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.

(1)

试通过计算判断此满偏的电表是哪个表.

(2)

求磁感应强度的大小.

(3)

在金属棒ab达到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后电阻R消耗的电能.

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科目:高中物理 来源:2009高考一轮复习高考物理板块复习 题型:038

如图所示,长L=0.80 m,电阻r=0.30 Ω,质量m=0.10 kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上,导轨由两条平行金属杆组成,已知金属杆表面光滑且电阻不计,导轨间距也是L,金属棒与导轨接触良好,量程为0~3.0 A的电流表串联接在一条导轨上,在导轨左端接有阻值R=0.50 Ω的电阻,量程为0~1.0 V的电压表接在电阻R两端,垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现以向右恒定的外力F=1.6 N使金属棒向右运动,当金属棒以最大速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.

(1)试通过计算判断此满偏的电表是哪个表;

(2)求磁感应强度的大小;

(3)在金属棒CD达到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后电阻R消耗的电能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长L=1.5m、高h=0.45m、质量为M=10kg的长方体木箱,在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度v0=3.6m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N,并同时将一个质量m=1kg的小球轻放在距木箱右端L/3的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面。已知木箱与地面的动摩擦因数为0.2,而小球与木箱之间的摩擦不计,取g=10m/s2。求:

(1)小球从离开木箱开始至落地所用的时间。

(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移。

(3)小球离开木箱时木箱的速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:

如右图所示,长l=0.8 m的细线上端固定在O点,下端连接一个质量为m=0.4 kg的小球,悬点O距地面的高度H=3.55 m,开始时将小球提到O点而静止,然后让它自由下落,当小球到达使细线被拉直的位置时,刚好把细线拉断,再经过t=0.5 s落到地面,如果不考虑细线的形变,g=10 m/s2,试求:

(1)细线拉断前后的速度大小和方向;

(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为0.1 s,试确定细线的平均张力大小.

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