(10分)如图所示,让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆,摆至最低点B点时恰好绳被拉断。已知摆线长L=1.6m,悬点O与地面的距离OC=4.

(10分)如图所示,让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆,摆至最低点B点时恰好绳被拉断。已知摆线长L=1.6m,悬点O与地面的距离OC=4.

题型:不详难度:来源:
(10分)如图所示,让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆,摆至最低点B点时恰好绳被拉断。已知摆线长L=1.6m,悬点O与地面的距离OC=4.0m。若空气阻力不计,摆线被拉断瞬间小球的机械能无损失。(g取10 m/s2)求:

(1)摆线所能承受的最大拉力T;
(2)摆球落地时的动能。
答案
(1)100N;(2)160J。
解析

试题分析:(1)设摆球运动到最低点时的速度为,根据动能定理和牛顿第二定律有
                                       
                                            
联立以上两式,代入数据可解得:
                                         
(2)选择地面为零势地面,由机械能守恒定律得:
                             
代入数据可解得:
                  
举一反三
如图所示,金属棒AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,棒与导轨接触良好,棒AB和导轨的电阻均忽略不计,导轨左端接有电阻R,垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面,现以水平向右的恒力F拉着棒AB向右移动,t秒末棒AB的速度为v,移动距离为x,且在t秒内速度大小一直在变化,则下列判断正确的是(  )
A.t秒内AB棒所受安培力方向水平向左且逐渐增大
B.t秒内AB棒做加速度逐渐减小的加速运动
C.t秒内AB棒做匀加速直线运动
D.t秒末外力F做功的功率为

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如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为q,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。

(1)为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
(2)当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
(3)若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率DB/Dt=k(k>0)。将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动。求当杆的速度为v时,杆的加速度大小。
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(12分)如图所示,质量为m=1kg可看作质点的小球以一定初速度沿桌子边缘水平飞出,下落高度h=0.8m后恰好沿A点的切线方向进入竖直放置的半径R=1m的光滑圆轨道ABC,空气阻力不计,取g=10m/s2,sin53°=0.8,求:

(1)小球运动到A点时速度的大小
(2)小球对轨道B点的压力
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