分析 對小球受力分析,細(xì)線對小球的拉力為F1,豎直壁對球的彈力為F2.重力G,對小球受力分析,依據(jù)水方向受力平衡,豎直方向受力平衡或做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在平衡方向列平衡方程,在由加速度的方向,由牛頓第二定律求出加速度和力的關(guān)系式,兩個(gè)方向上的公式聯(lián)合起來就能解得需要的結(jié)果.
解答 解:設(shè)小球的質(zhì)量為m,所受重力為G,F(xiàn)1與水平面的夾角為θ,對小球受力分析如圖所示:
對小球:
F1cosθ=mg,
F1sinθ=F2,
解得:
F1=mgcosθ=1×10√32=20√3N=11.55N,
F2=mgtanθ=1×10×√33N=5.77N.
(2)當(dāng)升降機(jī)向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí),對小球,由牛頓第二定律得:
G-F1sinθ=ma,
水平方向上受力平衡得:
F2=F1cosθ,
解得:
F1=mg−macosθ=1×10−1×5√32=5.77N,
F2=m(g−a)tanθ=1×(10−5)×√33N=2.89N.
(3)當(dāng)升降機(jī)以一定的加速度加速上升時(shí),繩恰好被拉斷,則:
√3mgcosθ−mg=ma,
解得:
a=(√3cosθ−1)g=(√3×√32−1)×10=5m/s2.
當(dāng)升降機(jī)以a<5m/s2的加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩才能不被拉斷.
答:
(1)當(dāng)升降機(jī)相對地面靜止時(shí),懸線對小球的拉力11.55N,升降機(jī)側(cè)壁對小球的彈力5.77N.
(2)當(dāng)升降機(jī)以a=5m/s2的加速度豎直向下勻加速開始運(yùn)動(dòng)時(shí),懸線對小球的拉力5.77N,升降機(jī)側(cè)壁對小球的彈力2.89N.
(3)已知繩能承受的最大拉力為小球重力的√3倍,當(dāng)升降機(jī)以a<5m/s2的加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩才能不被拉斷.
點(diǎn)評 本題三問采用的是一個(gè)處理方法:運(yùn)動(dòng)方向列牛頓第二定律,垂直運(yùn)動(dòng)方向列平衡方程,此方法為牛頓第二定律應(yīng)用的最經(jīng)典案例,要點(diǎn)為:運(yùn)用牛頓第二定律分析力的變化,關(guān)鍵要抓住水平方向上小球沒有加速度,力是平衡的,豎直方向合力產(chǎn)生加速度;同時(shí)注意臨界條件的確定,該題第三問不能區(qū)等號,等于5m/s2時(shí)繩子恰好被拉斷.
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 磁感強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線受到的磁場力F成正比,與電流強(qiáng)度和導(dǎo)線長度的乘積IL成反比 | |
B. | 磁感強(qiáng)度的方向與導(dǎo)線所受安培力F的方向一致 | |
C. | 公式B=FIL只適用于勻強(qiáng)磁場 | |
D. | 磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,方向與放在該處的小磁針N極所受磁場力方向相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | B與C之間的接觸面可以是光滑的 | |
B. | B與C之間的接觸面一定是粗糙的 | |
C. | C與地面之間的接觸面可以是光滑的 | |
D. | C與地面之間的接觸面一定是粗糙的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)點(diǎn)是指一個(gè)很小的物體 | |
B. | 質(zhì)點(diǎn)是理想化模型,實(shí)際并不存在 | |
C. | 無論研究什么問題,任何物體均可看成質(zhì)點(diǎn) | |
D. | 物體抽象成質(zhì)點(diǎn)后,其自身的大小和質(zhì)量均可忽略 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體1對物體2的作用力等于13F | B. | 物體1對物體2的作用力等于23F | ||
C. | 物體2對物體3的作用力等于13F | D. | 物體2對物體3的作用力等于23F |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | a點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等 | B. | b點(diǎn)和c點(diǎn)的周期大小相等 | ||
C. | a點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等 | D. | a點(diǎn)和c點(diǎn)的向心加速度大小相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球和小車總動(dòng)量不守恒,但水平方向的動(dòng)量守恒 | |
B. | 小球和小車總機(jī)械能守恒 | |
C. | 小球沿槽上升的最大高度為r | |
D. | 小球升到最高點(diǎn)時(shí)速度為零 |
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