题目内容

7.如图所示,一球质量为m,用长为L的细线悬挂于O点,在O点正下$\frac{L}{2}$处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子瞬间下列说法正确的是(  )
A.小球的线速度突然加大B.悬线拉力突然增大
C.小球的向心加速度突然减小D.小球的角速度突然减小

分析 把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,线速度大小不变,半径发生变化,根据v=rω,a=$\frac{{v}^{2}}{r}$判断角速度、向心加速度大小的变化,再根据牛顿第二定律判断悬线拉力的变化.

解答 解:A、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,由于重力与拉力都与速度垂直,所以小球的线速度大小不变.故A错误.
B、根据牛顿第二定律得,T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$得,T=mg+m$\frac{{v}^{2}}{r}$.半径r变小,m、v不变,则悬线的拉力T变大.故B正确.
C、根据向心加速度公式a=$\frac{{v}^{2}}{r}$得,线速度v的大小不变,半径r变小,则向心加速度变大.故C错误.
D、根据v=rω,知线速度大小不变,半径变小,则角速度增大.故D错误.
故选:B

点评 解决本题的关键要抓住不变量,知道悬线碰到钉子的前后瞬间,线速度大小不变.同时要掌握线速度与角速度、向心加速度、拉力之间的关系.

练习册系列答案
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12.如图1所示为“验证碰撞中动量守恒”实验的装置示意图.

(1)设小球A质量为mA,小球B质量为mB,为保证实验成功,必须保证mA大于mB.(填“大于”,“等于”或“小于”).小球半径不需要测量.(填“需要”或“不需要”).
(2)实验中小球的落点情况如图所示:P是不放B球时,将A球从斜槽上某一高度静止释放后A球的落点,M、N分别为A球从同一高度静止释放到达斜槽水平端与B球相碰后A、B球落点,现已测得O到M、P、N距离分别为s1、s2、s3,若关系式mAs2=mAs1+mBs3成立,则验证了A、B相碰动量守恒.
(3)若A、B两球的质量之比为mA:mB=3:1.先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P,重复10次,得到10个落点.再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从同一高度处由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次.A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示,其中米尺的零点与O点对齐.
①碰撞后A球的水平射程应取14.45cm.
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度.下面的实验条件中,不能使小球飞行的水平距离的大小表示水平初速度大小的是C(填选项符号).
A.使A、B两小球的质量之比改变为5:1
B.升高小球初始释放点的位置
C.使A、B两小球的直径之比改变为1:3
D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为1.01.(结果保留三位有效数字)
14.为研究在月球上跳高问题,课题研究组的同学小李、小王、小华,在望江楼图书馆的多媒体阅读室里,上多媒体宽带网的“世界体坛”网站,点播了当年朱建华破世界纪录的精彩的视频实况录像.并就“朱建华在月球上能跳多高?”展开了相关讨论.
解说员:“…各位观众你们瞧,中国著名跳高选手朱建华正伸臂、扩胸、压腿做准备活动,他身高1.83米.注意了:他开始助跑、踏跳,只见他身轻如燕,好一个漂亮的背跃式,将身体与杆拉成水平,跃过2.38米高度,成功了!打破世界纪录.全场响起雷鸣般的掌声…”
小李:朱建华真棒!如果他在月球上还能跳得更高一些.
小王:对.据我们所学的万有引力知识可知,他在月球上的重力加速度g  是地球上的重力加速度g  的六分之一;那么他在月球上的重量将是地球上重量的六分之一,因此他在月球上能跳过的高度将是地球上能跳过高度的6倍,由2.38X 6=14.28米,即朱建华在月球上能跳过的高度是14.28米.
小华:你的分析是:“力为地球上的六分之一,则跳过的高度为地球上的6倍”,理由似乎不够确切.我认为应从功和能的关系思考问题,我设朱建华在踏跳时,脚蹬地弹力做功为W,对于同一个未建华来说,不论是在月球上还是地球上,W 都是相同的,可以计算出朱建华在月球上能跳过的高度也是14.28米.
老师:小华的计算还有问题,在重心计算时没有注意到著名的“黄金律”,这是一条普适律.现给你们介绍如下:
公元前6世纪数学家华达可拉斯发现0.618的比率叫做黄金律又叫黄金比,人体的新陈代谢,生理节凑,生理功能的最佳环境温度230C,这是由于370C×0.618≈230C的缘故.标准身高用黄金分割得肚脐眼,脐眼以上分割得肩膀,肩膀以上分割得鼻眼,脐眼以下分割得膝盖,上长肢跟下长肢的比≈0.618,下长肢跟身高之比≈0.618等等.
各位参加竞赛的同学,请注意以上的讨论,求出朱建华在月球上能跳多高?

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