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如圖4-1所示,已知繩長為L1=20 cm,水平桿L2=0.1 m,小球質量m=0.3 kg,整個裝置可繞豎直軸轉動.問:

圖4-1

(1)要使繩子與豎直方向成45°角,試求該裝置必須以多大的角速度轉動才行.

(2)此時繩子的張力是多大?

思路分析:小球繞桿做圓周運動,其軌道平面在水平面內,軌道半徑r=L2+Lsin45°,繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運動的向心力.

解析:對小球受力分析如圖4-2所示,設繩對小球拉力為F,重力為mg,則繩的拉力與重力的合力提供小球做圓周運動的向心力.

圖4-2

對小球利用牛頓第二定律可得:

mgtan45°=mω2r

r=L2+Lsin45°

聯立以上兩式,將數值代入可得

ω=6.4 rad/s

F==4.24 N.

答案:(1)6.4 rad/s  (2)4.24 N


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學在做“雙縫干涉測定光的波長”實驗時,第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時(如圖1),游標卡尺的示數(如圖3)所示,第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時(如圖2),游標卡尺的示數(如圖4)所示。已知雙縫間距d=0.5mm,雙縫到屏的距離L=1.0m。則:

①(圖3)中游標卡尺的示數為               mm。

②(圖4)中游標卡尺的示數為               mm。

③ 所測光波的波長為                    m。(保留兩位有效數字)

 

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①(圖3)中游標卡尺的示數為               mm。
②(圖4)中游標卡尺的示數為               mm。
③所測光波的波長為                   m。(保留兩位有效數字)

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①(圖3)中游標卡尺的示數為                mm。

②(圖4)中游標卡尺的示數為                mm。

③ 所測光波的波長為                    m。(保留兩位有效數字)

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖C-1所示,已知保護電阻R0=0.5Ω,求:
(1)當電阻箱R讀數為多少時, 電源輸出功率P最大,并求這個最大值.
(2)當電阻箱R讀數為多少時,電阻箱R消耗的功率PR最大,并求這個最大值.
(3)當電阻箱R讀數為多少時,保護電阻R0消耗的功率最大, 并求這個最大值.
某同學套用以上的結論,把R與電源內阻r算在一起,這樣解:當R0=R+r,即R=R0-r時,電阻R0消耗的功率最大.但計算時發現結果為負,顯然是錯誤的.請問錯在何處?應怎樣解?
(4)設電阻箱R的變化范圍為0~10Ω,分別求R的讀數為多少時,電源內阻消耗的功率最大和最小,并求這兩個值.

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