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【題目】如圖所示,兩根長度均為L的輕絲線,懸掛著質量均為m的兩個小球。今在兩球上同時施加大小均為F與水平方向成角且方向相反的恒力。由于空氣阻力的作用,系統最終穩定于某位置,且輕絲線與豎直方向的夾角最大。已知重力加速度為g,求:

1)力F與水平方向的夾角為多大;

2)系統穩定后輕絲線AB與豎直方向的夾角及張力大小;

3)從施加力F開始到系統穩定的整個過程中,系統克服空氣阻力做的總功。

【答案】12TABmg =3mgL

【解析】

(1)以小球B為研究對象,其受到重力mg、恒力F和輕絲線的拉力。如圖1所示,以矢量mg的箭頭為圓心,恒力F為半徑作圓,當輕絲線AB與圓相切時,AB與豎直方向的夾角最大,根據數學知識可知

sinβ=

F=

解得

β=

(2)B小球為研究對象,受力分析如圖2所示,根據平行四邊形定則和平衡知識有

TAB=mg

=

(3)系統從最開始靜止到在恒力F作用下達到穩定狀態的過程,對系統根據功能關系有

解得

W=mgL

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】鵲橋號是世界首顆運行于地月拉格朗日L2點附近的中繼通信衛星,如圖它以地月連線為軸做圓周運動,同時隨月球繞地球運轉。已知地球質量為M,月球質量為m,月球的軌道半徑為r,公轉周期為T,引力常數為G;當衛星處于地月拉格朗日點L1L2時,都能隨月球同步繞地球做圓周運動。則以下說法正確的是

A. 鵲橋號僅受月球引力作用

B. L2點工作的衛星比在L1點工作的衛星的線速度大

C. 在拉格朗日L1點工作的衛星,受到地球的引力一定大于月球對它的引力

D. 拉格朗日L2點與地心的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的位移時間圖象和速度時間圖象中,圖線1234代表四個不同物體做直線運動的情況,下列描述正確的是

A.xt圖象中,t1時刻v1v2

B.xt圖象中,0t1時間內物體12的平均速度大小相等

C.vt圖象中,t3時刻物體34的加速度大小相等

D.vt圖象中,t4時刻表示物體4開始反向運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學利用如圖甲所示的裝置做探究彈力和彈簧伸長的關系實驗.

1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側.彈簧軸線和刻度尺都應在_____(選填水平豎直)方向.

2)他通過實驗得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長度x的關系圖線.由圖線可得彈簧的原長x0=_____cm,勁度系數k=_____N/m,他利用本實驗原理把彈簧做成一把彈簧秤,當示數如圖丙所示時,該彈簧伸長的長度△x=_____cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究物體質量一定時加速度與力的關系,某同學設計了如圖1所示的實驗裝置。其中M為小物塊的質量m(未知量且可改變)為砂和砂桶的質量,m0為滑輪的質量,力傳感器可測出輕繩的拉力大小。

實驗過程如下:

調節長木板使其水平;

②使細繩水平,調節砂桶中砂的質量,接通電源,輕推物塊,當紙帶上打下的點間隔均勻時,力傳感器的 示數為

③更換紙帶,增加砂桶中砂的質量,接通電源,由靜止釋放物塊,記錄力傳感器的示數為F,取下紙帶;

④重復步驟③,多次進行實驗。

根據以上實驗操作回答下列問題:

1)該同學在實驗中得到如圖2所示的一條紙帶(兩相鄰計數點間還有四個計時點沒有畫出),已知打點計時器用的是頻率為50 Hz的交流電,根據紙帶可求出小物塊的加速度為__________m/s2(計算結果保留兩位有效數字)。

2)傳感器的示數為F,小物塊的加速度為a,根據多次實驗得到的數據作出的a -F圖象可能是圖3中的_______.

A. B.

C. D.

3)若重力加速度為g,根據題目中的已知量,可得小物塊與長木板之間的動摩擦因數為___________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,匝數n=100的正方形線圈abcd固定在豎直平面內,與電阻R1、理想變壓器連成電路.在線圈的中心水平放置一個條形磁鐵,使磁鐵繞豎直方向的軸OO勻速轉動,使線圈內的磁通量Φsin(100πt) Wb.已知線圈的電阻r=4 Ω,R1=46 Ω,R2=10 Ω,其余導線的電阻不計.變壓器原、副線圈的匝數比n1n2=41.求:

(1)線圈產生電動勢的最大值Em

(2)若斷開S2,閉合S1,求磁鐵從圖示位置轉過90°的過程中,通過R1的電荷量q;(3)斷開S1,閉合S2,求R2消耗的功率P.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】LC 回路中,電容器兩端的電壓u 隨時間t變化的關系如圖所示,則(  )

A.在時刻 t1,電路中的電流最小,電容器開始放電

B.在時刻 t2,電路中的磁場能最大,線圈上的自感電動勢為零

C.從時刻 t2 t3,電容器的電荷量、板間電場能不斷減小

D.從時刻 t3 t4,電路中的電流、線圈磁場能不斷減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于光的全反射及其應用,下列說法正確的是(  )

A.入射角大于臨界角,光一定發生全反射

B.光從傳播速度大的介質射向傳播速度小的介質時可能發生全反射

C.光導纖維傳輸信號和全息照相利用的都是光的全反射現象

D.水或玻璃中的氣泡看起來特別亮,是因為光從水或玻璃射向氣泡時在界面發生了全反射

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB分別為大、小齒輪邊緣的兩點,O1O2分別為兩齒輪的圓心。當大齒輪順時針勻速轉動時

A.小齒輪逆時針轉動

B.A.B兩點的角速度相等

C.A點的轉動周期大于B點的轉動周期.

D.A點的向心加速度大于B點的向心加速度

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