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高中物理
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综合题
1.
(2023高一下·滨城月考)
2022年北京冬奥会上,中国花样滑冰队的隋文静、韩聪不负众望,在双人滑项目上强势夺冠,这也是中国队时隔12年之后再次登上奥运会最高领奖台。该项目有一项技术动作叫双人螺旋线,如图(a)所示,以男选手成为轴心,女选手围绕男选手旋转。将这一情景抽象成,如图(b)所示:一细线一端系住一小球,另一端固定在一竖直细杆上,小球以一定大小的速度随着细杆在水平面内做匀速圆周运动,细线便在空中划出一个圆锥面,这样的模型叫“圆锥摆”。圆锥摆是研究水平面内质点做匀速圆周运动动力学关系的典型特例。小球(可视为质点)质量为m,细线AC长度为L,重力加速度为g。
(1) 在紧贴着小球运动的水面上加一光滑平板,使球在板上做匀速圆周运动,此时细线与竖直方向所成夹角为θ,如图(c)所示,当小球的角速度ω大于某一值ω
1
时,小球将脱离平板,则ω
1
为多大?
(2) 撤去光滑平板,让小球在空中旋转,测试发现,当小球的角速度ω小于某一值ω
2
时,细线会缠绕在竖直杆上,最后随细杆转动,如图(d)所示,则ω
2
为多大?
(3) 在题(2)情境下,再用一根细线,同样一端系在该小球上,另一端固定在细杆上的B点,且当两条细线均伸直时,如图(e)所示,各部分长度之比
。则当小球以
匀速转动时,两细线的对小球的拉力分别多大?
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山东省滨城高中联盟2022-2023学年高一下学期物理3月月考试卷