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159093. (2024•高新一中•高一下一月) 德优题库如图所示,质量为m的小球用细线悬挂于天花板的O点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度大小为g。
(1)若悬挂小球的细线长为L,小球做匀速圆周运动的角速度为ω,求细线对小球的拉力F的大小;
(2)设小球运动的轨迹圆的圆心O'到悬挂点O的距离为h,请写出小球做匀速圆周运动的角速度ω与h的函数关系式;
(3)已知悬挂点O到水平地面(图中未画出)的高度H=2L,细线长为L,细线能承受的最大拉力是小球所受重力的2倍,缓慢增大小球的角速度,若角度θ已知,求小球的落地点到悬挂点O的距离s0
共享时间:2024-04-18 难度:2
[考点]
牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,
[答案]
(1)细线对小球的拉力F的大小为mω2L;
(2)小球做匀速圆周运动的角速度ω与h的函数关系式为ω=
(3)小球的落地点到悬挂点O的距离为
[解析]
解:(1)小球在水平面内做匀速圆周运动,对小球受力分析,如图所示。小球受重力和绳子的拉力,由合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
Fsinθ=mω2•Lsinθ
得 F=mω2L
(2)保持轨迹圆的圆心O到悬点P的距离h,根据牛顿第二定律得:
mgtanθ=mω2•htanθ
得ω=
(3)细线能承受的最大拉力是小球所受重力的2倍,细线恰好断裂时,根据牛顿第二定律有:
2mgsinβ=m
2mgcosβ=mg,解得:β=60°
小球做平抛运动有:2H﹣Lcosβ=
x=vt
解得:x2=6HL﹣L2
由空间几何关系得:s0
联立解得:s0
答:(1)细线对小球的拉力F的大小为mω2L;
(2)小球做匀速圆周运动的角速度ω与h的函数关系式为ω=
(3)小球的落地点到悬挂点O的距离为

[点评]
本题考查了"牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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161587. (2023•铁一中学•高一上期末) 如图为某游乐设施,水平转盘中央有一根可供游客抓握的绳子,质量为m的游客,到转轴的距离为r,游客和转盘间的动摩擦因数为μ,设游客受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知重力加速度为g。
(1)当游客不抓握绳子时,为保证游客不滑动,转盘的角速度最大不能超过多少?
(2)当转盘的角速度时,游客抓住绳可使自己不滑动,则人拉绳的力至少是多大?
共享时间:2023-02-22 难度:2 相似度:2
159568. (2023•高新一中•高一下二月) 德优题库如图所示,质量为m的小球用细线悬挂于天花板的O点,使小球在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度大小为g。
(1)若悬挂小球的细线长为L,小球做匀速圆周运动的角速度为ω,求细线对小球的拉力F的大小;
(2)设小球运动的轨迹圆的圆心O'到悬挂点O的距离为h,请写出小球做匀速圆周运动的角速度ω与h的函数关系式;
(3)已知悬挂点O到水平地面(图中未画出)的高度H=2L,细线长为L,细线能承受的最大拉力是小球所受重力的2倍,缓慢增大小球的角速度,若角度θ已知,求小球的落地点到悬挂点O的距离s0
共享时间:2023-06-18 难度:2 相似度:2
162307. (2023•长安区一中•高三上期中) 如图所示的装置可绕竖直轴OO′转动,可视为质点的小球A与细线1、2连接后分别系于B、C两点,装置静止时细线1水平,细线2与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球的质量m=1kg,细线2长l=1m,B点距C点的水平和竖直距离相等.重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)若装置匀速转动的角速度为ω1时,细线1上的张力为零而细线2与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度ω1的大小;
(2)若装置匀速转动的角速度ω2rad/s,求细线2与竖直方向的夹角.
共享时间:2023-11-18 难度:2 相似度:2
162462. (2023•高新一中•高二上期中) 如图所示,在直角边长为L的等腰直角三角形ABC内有垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠B=90°。在顶点A有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,在AC和AB之间向各个方向均匀射入质量为m、电荷量为q、速度大小均为v0的带正电的粒子,结果有的粒子从AC边射出,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子在磁场中运动的最长时间及BC边有粒子射出的区域长度。
共享时间:2023-11-11 难度:3 相似度:1.67
162838. (2021•西安中学•高三上期中) 德优题库如图所示,物体A置于静止在光滑水平面上的平板小车B的左端,物体在A的上方O点用细线悬挂一小球C(可视为质点),线长L=0.8m。现将小球C拉至水平无初速度释放,并在最低点与物体A发生水平正碰,碰撞后小球C反弹的速度为2m/s。已知A、B、C的质量分别为mA=4kg、mB=8kg和mC=1kg,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,A、C碰撞时间极短,且只碰一次,取重力加速度g=10m/s2
(1)求小球C与物体A碰撞前瞬间受到细线的拉力大小;
(2)求A、C碰撞后瞬间A的速度大小;
(3)若物体A未从小车B上掉落,小车B的最小长度为多少。
共享时间:2021-11-24 难度:3 相似度:1.67
158989. (2023•西工大附中•高二上二月) 如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。
(1)画出粒子在磁场中的运动轨迹;
(2)第二与第一象限粒子运动的半径比;
(3)粒子在磁场中运动的时间。

共享时间:2023-12-27 难度:3 相似度:1.67
159869. (2021•长安区一中•高二上二月) 德优题库如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔OO′正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m,带电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力.求:
(1)磁感应强度B0的大小;
(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值.
共享时间:2021-12-12 难度:3 相似度:1.67
159886. (2022•雁塔二中•高一下一月) 德优题库如图所示,质量为0.8kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点,O点距水平地面高度为2m,如果使小球绕竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,若细线受力为10N时就会被拉断,g取10m/s2,求:
(1)当小球的角速度为多大时细线将断裂;
(2)线刚好拉断时小球落地点与悬点O的水平距离。
共享时间:2022-04-11 难度:3 相似度:1.67
160509. (2017•师大附中•二模) 德优题库如图,在0≤x≤d的空间,存在垂直xOy平面的匀强磁场,方向垂直xOy平面向里。y轴上P点有一小孔,可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角θ可在0~180°范围内变化的带负电的粒子。已知θ=45°时,粒子恰好从磁场右边界与P点等高的Q点射出磁场,不计重力及粒子间的相互作用。求:
(1)磁场的磁感应强度;
(2)若θ=30°,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示);
(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示)。
共享时间:2017-03-24 难度:3 相似度:1.67
162002. (2021•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,两平行带电金属板M、N长度及间距均为2R,在两板间半径为R的圆形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场,两板及左右侧边缘连线均与磁场边界恰好相切。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子沿两板间中心线O1O2,从左侧O1点以初速度v0射入,沿直线通过圆形磁场区域,从右侧O2点射出,不计粒子重力。求:
(1)M、N板的带电性质及两板间电压U;
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,粒子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入,欲使粒子能从两板间射出,则射入的初速度应满足的条件。
共享时间:2021-02-12 难度:3 相似度:1.67
161016. (2025•西安八十五中•高二上期末) 德优题库如图所示,直角坐标系xOy处于垂直坐标平面向里的磁场中,y<0区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,y>0区域匀强磁场的磁感应强度大小为2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从坐标原点O沿y轴正方向以速度v运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间;
(2)粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离。
共享时间:2025-02-11 难度:3 相似度:1.67
162822. (2022•西安中学•高一下期中) 德优题库如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块做平抛运动的初速度大小v0
(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。
共享时间:2022-05-29 难度:3 相似度:1.67
159870. (2021•长安区一中•高二上二月) 德优题库在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xoy,y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场E,y轴右侧有垂直水平桌面向上的匀强磁场B,在(-12,0)处有一个带正电的小球A以速度v0=2.4m/s沿x轴正方向进入电场,运动一段时间后,从(0,8)处进入y轴右侧的磁场中,并且正好垂直于x轴进入第4象限,已知A球的质量为m=0.1kg,带电量为q=2.0C,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)如果在第4象限内静止放置一个不带电的小球C,使小球A运动到第4象限内与C球发生碰撞,碰后A、C粘在一起运动,则小球C放在何位置时,小球A在第4象限内运动的时间最长(小球可以看成是质点,不考虑碰撞过程中的电量损失)。
共享时间:2021-12-12 难度:4 相似度:1.5
159736. (2021•西安中学•高三上四月) 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序,如图甲所示是离子注入工作原理的示意图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后,沿图中圆弧虚线通过半径为R0圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场)后,从P点沿竖直方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域,该圆形磁场区域的直径PQ与竖直方向成45°,经磁场偏转,最后打在竖直放置的硅片上,离子的质量为m、电荷量为q,不计离子重力。求:

(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E0
(3)若磁场方向垂直纸面向外,离子从磁场边缘上某点出磁场时,速度方向与直径PQ垂直,求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度B0的大小;
(4)若在该圆形区域内加如图乙所示交变的磁场(图中B1大小未知、方向垂直纸面,且以垂直于纸面向外为正方向),当离子从t=0时进入圆形磁场区域时,最后从Q点飞出,水平向右垂直打在硅片上,请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。
共享时间:2021-02-20 难度:4 相似度:1.5
161139. (2024•西工大附中•高一上期末) (1)火箭弹水平飞行,弹重2000kg,喷气式发动机提供的推力为60000N,不计阻力,求火箭弹的加速度。
(2)火箭弹水平飞行,弹重2000kg,仪表盘显示加速度为20m/s2,不计阻力,求喷气式发动机提供的推力。
(3)火箭弹水平飞行,仪表盘显示加速度为20m/s2,推动力为18000N,不计阻力,求火箭弹的质量。
共享时间:2024-02-23 难度:1 相似度:1.5

dygzwlyn

2024-04-18

高中物理 | 高一下 | 计算题

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