如右圖所示，將一根光滑的細(xì)金屬棒折成“V”形，頂角為2θ，其對(duì)稱軸豎直，在其中一邊套上一個(gè)質(zhì)量為m的小金屬環(huán)P.

(1)若固定“V”形細(xì)金屬棒，小金屬環(huán)P從距離頂點(diǎn)O為x的A點(diǎn)處由靜止自由滑下，則小金屬環(huán)由靜止下滑至頂點(diǎn)O需多長(zhǎng)時(shí)間？

(2)若小金屬環(huán)P隨“V”形細(xì)金屬棒繞其對(duì)稱軸以每秒n轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則小金屬環(huán)離對(duì)稱軸的距離為多少？

 

【答案】

(1) 　(2)

【解析】

試題分析：(1)設(shè)小金屬環(huán)沿棒運(yùn)動(dòng)的加速度為a，滑至O點(diǎn)用時(shí)為t，由牛頓第二定律得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

聯(lián)立解得t＝.

(2)設(shè)小金屬環(huán)離對(duì)稱軸的距離為r，由牛頓第二定律和向心力公式得

聯(lián)立解得r＝.

考點(diǎn)：牛頓第二定律；力的合成與分解的運(yùn)用；向心力．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了牛頓第二定律及勻速圓周向心力公式的直接應(yīng)用，關(guān)鍵是對(duì)小球進(jìn)行受力分析求出合力，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓的關(guān)系曲線，如圖所示．下列判斷正確的是
BCE
BCE
．
A．甲光的頻率大于乙光的頻率
B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)
C．若更換不同的光電管，對(duì)應(yīng)的截止頻率也將不同
D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能
E．甲光的光強(qiáng)大于乙光的光強(qiáng)
（2）在足夠長(zhǎng)的光滑固定水平桿上，套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的光滑圓環(huán)．一根長(zhǎng)尾L=1m的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的木塊，如圖所示．現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時(shí)的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時(shí)間極短，取g=10m/s2．求
①當(dāng)子彈射穿木塊時(shí)，輕繩的拉力大小F；
②當(dāng)子彈射穿木塊后，木塊向右擺動(dòng)的最大高度h．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2011?江蘇模擬）[選做題]本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
A．（選修模塊3-3）
（1）由以下數(shù)據(jù)能估算出水分子直徑的是
D
D

A．水的質(zhì)量、水的體積和阿伏加德羅常數(shù)
B．水的質(zhì)量、水的密度和阿伏加德羅常數(shù)
C．水的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)
D．水的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)
（2）如圖乙所示，用一根與絕熱活塞相連的細(xì)線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動(dòng)，氣缸開(kāi)口向上，內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體（分子間的相互作用力忽略不計(jì)），缸內(nèi)活塞可以無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣，現(xiàn)將細(xì)線剪斷，讓氣缸自由下落，下列說(shuō)法正確的是
BD
BD

A．氣體壓強(qiáng)減小，氣體對(duì)外界做功
B．氣體壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功
C．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小
D．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大
（3）如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，此時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T(mén)1．現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，在氣體吸收熱量為Q的過(guò)程中，氣體對(duì)活塞做功的大小為W．已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸的摩擦．求：
①氣體的壓強(qiáng)；
②加熱過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加量；
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
AC
AC
．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在光的衍射實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達(dá)的概率較大
D．接收電磁波時(shí)首先要進(jìn)行調(diào)頻
（2）一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t=0.2s時(shí)刻的波形如圖丙中虛線所示，則：
A．質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向向右
B．波的周期可能為0.27s
C．波的傳播速度可能為630m/s
D．波的頻率可能為1.25Hz
（3）如圖丁所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm，一條平行于AC邊的光線從O點(diǎn)垂直射向棱鏡，OC=2cm，已知棱鏡對(duì)光的折射率為n=1.5，試求光線在棱鏡內(nèi)傳播的最短時(shí)間是多少？
C． （選修模塊3-5）
（1）正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像的基本原理是：將放射性同位素
 
15
8
O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程．
 
15
8
O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：
①寫(xiě)出
 
15
8
O的衰變的方程式
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e
．
②將放射性同位素
 
15
8
O注入人體，
 
15
8
O的主要用途
B
B

A．利用它的射線       B．作為示蹤原子
C．參與人體的代謝過(guò)程  D．有氧呼吸
③PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)
短
短
．（填“長(zhǎng)”或“短”或“長(zhǎng)短均可”）
（2）一輛小車在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，小車的質(zhì)量為M=100kg，一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車，接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v2=5.6m/s．求人跳上小車后，人和小車的共同速度和人跳上小車的過(guò)程中人對(duì)小車做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源：江蘇模擬 題型：問(wèn)答題

[選做題]本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分．
A．（選修模塊3-3）
（1）由以下數(shù)據(jù)能估算出水分子直徑的是______
A．水的質(zhì)量、水的體積和阿伏加德羅常數(shù)
B．水的質(zhì)量、水的密度和阿伏加德羅常數(shù)
C．水的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)
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D．水的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)
（2）如圖乙所示，用一根與絕熱活塞相連的細(xì)線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動(dòng)，氣缸開(kāi)口向上，內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體（分子間的相互作用力忽略不計(jì)），缸內(nèi)活塞可以無(wú)摩擦移動(dòng)且不漏氣，現(xiàn)將細(xì)線剪斷，讓氣缸自由下落，下列說(shuō)法正確的是______
A．氣體壓強(qiáng)減小，氣體對(duì)外界做功
B．氣體壓強(qiáng)增大，外界對(duì)氣體做功
C．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小
D．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大
（3）如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過(guò)絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，此時(shí)活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T(mén)1．現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體，在氣體吸收熱量為Q的過(guò)程中，氣體對(duì)活塞做功的大小為W．已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與氣缸的摩擦．求：
①氣體的壓強(qiáng)；
②加熱過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加量；
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是______．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在光的衍射實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達(dá)的概率較大
D．接收電磁波時(shí)首先要進(jìn)行調(diào)頻
（2）一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t=0.2s時(shí)刻的波形如圖丙中虛線所示，則：
A．質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向向右
B．波的周期可能為0.27s
C．波的傳播速度可能為630m/s
D．波的頻率可能為1.25Hz
（3）如圖丁所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm，一條平行于AC邊的光線從O點(diǎn)垂直射向棱鏡，OC=2cm，已知棱鏡對(duì)光的折射率為n=1.5，試求光線在棱鏡內(nèi)傳播的最短時(shí)間是多少？
C． （選修模塊3-5）
（1）正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像的基本原理是：將放射性同位素
 158
O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程．
 158
O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：
①寫(xiě)出
 158
O的衰變的方程式______．
②將放射性同位素
 158
O注入人體，
 158
O的主要用途______
A．利用它的射線       B．作為示蹤原子
C．參與人體的代謝過(guò)程  D．有氧呼吸
③PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)______．（填“長(zhǎng)”或“短”或“長(zhǎng)短均可”）
（2）一輛小車在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，小車的質(zhì)量為M=100kg，一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車，接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v2=5.6m/s．求人跳上小車后，人和小車的共同速度和人跳上小車的過(guò)程中人對(duì)小車做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

光纖通信是一種現(xiàn)代化的通訊手段，它可以提供大容量，高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。為了研究問(wèn)題的方便，我們將光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)化為一根長(zhǎng)直的玻璃管，如右圖所示，設(shè)此玻璃管長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n，且光在玻璃的內(nèi)界面上恰好發(fā)生全反射。已知光在真空中的傳播速度為c，則光通過(guò)此段玻璃管所需的時(shí)間為

A.nL/c             B.n2L/c               C.nL/c2                 D.n2L/c2

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科目：高中物理 來(lái)源：2012年河北省衡水市冀州中學(xué)高考物理模擬試卷（一）（解析版） 題型：解答題

（1）在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓的關(guān)系曲線，如圖所示．下列判斷正確的是______．
A．甲光的頻率大于乙光的頻率
B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)
C．若更換不同的光電管，對(duì)應(yīng)的截止頻率也將不同
D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能
E．甲光的光強(qiáng)大于乙光的光強(qiáng)
（2）在足夠長(zhǎng)的光滑固定水平桿上，套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的光滑圓環(huán)．一根長(zhǎng)尾L=1m的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2kg的木塊，如圖所示．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=20g的子彈以v=1000m/s的水平速度射入木塊，子彈穿出木塊時(shí)的速度為u=200m/s，子彈與木塊作用的時(shí)間極短，取g=10m/s2．求
①當(dāng)子彈射穿木塊時(shí)，輕繩的拉力大小F；
②當(dāng)子彈射穿木塊后，木塊向右擺動(dòng)的最大高度h．

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