题目内容
14．
一根长l=0.8m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.1kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2．（1）求小球运动到B点时的速度大小；
（2）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；
（3）若OP=0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．
分析 （1）根据动能定理求出小球运动到B点的速度大小．
（2）根据高度求出平抛运动的时间，结合B点的速度求出C点和B点之间的水平距离．
（3）根据牛顿第二定律求出轻绳承受的最大拉力．
解答 解：（1）根据动能定理得：mgl=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$，
解得：${v}_{B}=\sqrt{2gl}$=$\sqrt{2×10×0.8}$m/s=4m/s．
（2）根据H-l=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得：t=$\sqrt{\frac{2（H-l）}{g}}=\sqrt{\frac{2×（1-0.8）}{10}}s=0.2s$，
则C点与B点之间的水平距离为：x=vBt=4×0.2m=0.8m．
（3）根据牛顿第二定律得：${T}_{m}-mg=m\frac{{{v}_{B}}^{2}}{L}$，
L=l-OP=0.8-0.6m=0.2m，
代入数据解得最大拉力为：Tm=9N．
根据牛顿第三定律知，轻绳承受的最大拉力为9N．
答：（1）小球运动到B点时的速度大小为4m/s；
（2）C点与B点之间的水平距离为0.8m；
（3）轻绳能承受的最大拉力为9N．
点评 本题考查了动能定理、牛顿第二定律与圆周运动、平抛运动的综合运用，知道圆周运动向心力的来源、平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键．
练习册系列答案
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4．
如图所示为两个圆柱体铝磁铁，用手捏住磁铁A 两端后，给磁铁B 一个初速度使其在竖直面里绕着A 做圆周运动，圆周运动的半径为r，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
如图所示为两个圆柱体铝磁铁，用手捏住磁铁A 两端后，给磁铁B 一个初速度使其在竖直面里绕着A 做圆周运动，圆周运动的半径为r，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）| A． | 磁铁B 在最高点的速度可能大于gr | |
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5．关于无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，下列说法中正确的是（ ）
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9．
如图所示，粗糙水平地面上放一重物，对其施加水平推力下，重物仍静止，则此时（ ）
如图所示，粗糙水平地面上放一重物，对其施加水平推力下，重物仍静止，则此时（ ）| A． | 该物体受到的摩擦力比F大 | |
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| C． | 该物体受到的合力F | |
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19．瑞典皇家科学院2002年10月8日宣布，将2002年诺贝尔物理学奖授予美国科学家戴维斯、贾科尼和日本科学家小柴昌俊，以表彰他们在天体物理学领域中的贡献．该奖表彰了两项成果，一项是在探测宇宙中微子方面取得的成就，另一项是发现了宇宙X射线源，这两方面的成就导致了中微子天文学、X射线天文学的诞生．你知道X射线产生的物理原理是（ ）
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| C． | 原子的内层电子受到激发后产生 | D． | 处于激发态的原子核跃迁产生 |
6．
如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120°．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内．若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是（ ）
如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120°．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内．若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是（ ）| A． | 轻绳的弹力大小为2mg | B． | 轻绳的弹力大小为$\sqrt{3}$mg | ||
| C． | 橡皮筋的弹力小于mg | D． | 橡皮筋的弹力大可能为mg |
