高中物理

2011年11月3日凌晨,我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验,这是我国载人太空飞行的又一个里程碑。设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站,空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态,此时无法用天平称量物体的质量。某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置,如图所示。光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束,若B被挡光就将一个电信号传递给与其连接的电脑。将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上,左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上,N处系有被测小球,让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动。

(1)实验时,从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间T和弹簧测力计示数F,除此之外,还需要测量的物理量是:                   
(2)被测小球质量的表达式为m=                  。〔用(1)中的物理量的符号表示〕。

  • 更新:2020-03-19
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【原创】光滑的圆管轨道半径为L,竖直放置,如图所示,一质量为m的小球在管内运动,已知小球经过最低点的速度为v时,恰好能过最高点,则下列说法正确的是( )

A.小球在最高点对圆管内壁的压力为零
B.小球在最高点对圆管内壁的压力为mg
C.小球在最低点时对圆管外壁的压力为
D.小球在最低点时对圆管外壁的压力为
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如图所示,倒置的光滑圆锥面内侧有两个完全相同的玻璃小球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动,则下列关系式正确的是(   )

A.它们的线速度vA<vB
B.它们的角速度ωAB
C.它们的向心加速度aA=aB
D.它们的向心力FA=FB

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秋千的吊绳有些磨损,在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时刻是秋千(    )

A.在下摆过程中 B.在上摆过程中
C.摆到最高点时 D.摆到最低点时
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过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车运行轨道的简易模型,它由竖直平面内粗糙斜面轨道和光滑圆形轨道组成。过山车与斜面轨道间的动摩擦因数为,圆形轨道半径为R,A点是圆形轨道与斜面轨道的切点。过山车(可视为质点)从倾角为的斜面轨道某一点由静止开始释放并顺利通过圆形轨道。若整个过程中,人能承受过山车对他的作用力不超过其自身重力的8倍。求过山车释放点距A点的距离范围。

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如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,张力大小为T1;第二次在水平恒力F′作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力为大小T2,不计空气阻力,重力加速度为g,关于这两个过程,下列说法中正确的是

A.第一个过程中,拉力F在逐渐变大,且最大值一定大于F′
B.两个过程中,轻绳的张力均变大
C.
D.第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增加后减小
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某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2)。求:

(1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少多大;
(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间;
(3)若电动机工作时间为 t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少。

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科幻电影《星际穿越》中描述了空间站中模拟地球上重力的装置.这个模型可以简化为如图所示的环形实验装置,外侧壁相当于“地板” .让环形实验装置绕O点旋转,能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”,则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g,装置的外半径为R)  (    )

A. B. C.2 D.
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如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是                (      )

A.f的方向总是指向圆心
B.圆盘匀速转动时f=0
C.在物体与轴O的距离一定的条件下, f跟圆盘转动的角速度成正比
D.在转速一定的条件下,f跟物体到轴O的距离成正比
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如图所示,一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动,a和b是轮上质量相等的两个质点,则偏心轮转动过程中a、b两质点:(    )

A.角速度大小相同 B.线速度大小相同
C.向心加速度大小相同 D.向心力大小相同
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如图所示,倾角为的斜面体固定在水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O(不计滑轮的摩擦),A的质量为m,B的质量为4m.开始时,用手托住A,使OA段绳恰好处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动,将A由静止释放,在其下摆过程中B始终保持静止.则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是

A.小球A运动到最低点时物块B所受的摩擦力为mg
B.物块B受到的摩擦力方向没有发生变化
C.若适当增加OA段绳子的长度,物块可能发生运动
D.地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右
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下图是用传送带传送行李的示意图。图中水平传送带AB间的长度为8m,它的右侧是一竖直的半径为0.8m的1/4圆形光滑轨道,轨道底端与传送带在B点相切。若传送带向右以6m/s的恒定速度匀速运动,当在传送带的左侧A点轻轻放上一个质量为4kg的行李箱时,箱子运动到传送带的最右侧如果没被捡起,能滑上圆形轨道,而后做往复运动直到被捡起为止。已知箱子与传送带间的动摩擦因数为0.1,重力加速度大小为g=10m/s2,求:

⑴箱子从A点到B点所用的时间及箱子滑到圆形轨道底端时对轨道的压力大小;
⑵若行李箱放上A点时给它一个5m/s的水平向右的初速度,到达B点时如果没被捡
起,则箱子离开圆形轨道最高点后还能上升多大高度?在给定的坐标系中定性画出箱子从A点到最高点过程中速率v随时间t变化的图象。

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如图所示,在光滑水平面上放着一个质量M=0.3kg的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一个固定悬定点O,在悬点O和木块之间用一根长2m、不可伸长的轻绳连接。有一颗质量m=0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。求:

①木块以多大速度脱离水平地面?
②当木块到达最高点时对轻绳的拉力F为多少?

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一长L的细绳固定在O点,O点离地面的高大于L,另一端系一质量为m的小球.开始时线与水平方向夹角为30°,如图(甲)所示.当小球由静止释放后,小球运动到最低点时,对绳的拉力多大?

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如图所示,绳长L=0.5m,能承担最大拉力为100N,一端固定在O点,另一端挂一质量为m=0.2kg的小球,悬点O到地面高H=5.5m,若小球至最低点绳刚好断.求小球落地点.

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高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题