山东省菏泽市成武县南鲁学校2023-2024学年度九年级上学期开学考试物理/

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15.解：(1)小球恰好对圆锥体表面无压力时，由受力分析可知ngtan0=Fm(1分)小球做匀速圆周运动有Fm=mw2r(2分)由几何关系可知r=Lsin0(1分)解得L=0.5m。(1分)(2)当小球转动的角速度w=2.5rad/s时，对小球受力分析可知竖直方向有Frcos0十Fwsin0=mg(2分)水方向有Frsin0-FNcos0=F2=mw2r(2分)由几何关系可知r=Lsin0解得FN=9N。(2分)(3)细线上的拉力达到最大值Fm=40N时，由于Fmcos>mg,小球离开锥面对小球受力分析可知F=√Fm2一mg2,解得F=20W3N(1分)设此时细线与竖直方向的夹角c0s9一，解得c0s9=号(1分)小球做匀速圆周运动有F。="m一，其中Lsnp,解得=02m/s(1分)小球下落过程中竖直方向做自由落体运动有h一Lcos9=2gt(1分)小球下落过程中的水位移大小x=t(1分)小球在水台面上的落点到圆锥体中心线的水距离s=√x2十(Lsin c)严(1分)解得s=V334°m(s>htan0,未落到锥面上)。(1分)【高一物理·参考答案第2页（共2页）】·23-417A·