如圖所示,長為R的輕繩一端固定于O點,另一端栓一質量為m的小球,把球拉至最高點A,然后以v0=
gR
2
的水平速度推出.計算:(1)繩被拉直時小球的位置;(2)小球經(jīng)過最低點C時繩對小球的拉力F?(設繩被拉直后小球沿繩方向的分速度變?yōu)榱悖?/div>
分析:先根據(jù)小球的初速度判斷小球是做平拋運動還是圓周運動然后具體分析
解答:解:(1)小球如果做圓周運動需要的最小速度Vmin=
gR

        而現(xiàn)在小球的初速度V0
gR
2
gR
,故小球開始做平拋運動,
        設小球平拋運動下落高度為R時運動時間為t,根據(jù)平拋運動規(guī)律:R=
1
2
gt2   得:t=
2R
g

        此時水平位移為x,則:x=v0t=R
        以小球恰好從與O點水平距離O為R的一點開始做圓周運動.
(2)設小球經(jīng)過與O水平的位置時豎直方向分速度為vy,因為繩子被拉直后水平方向分速度變?yōu)?,所以只保留豎直方向分速度,
       則:vy=gt=
2gR

       由與O水平運動到最低點過程中只有重力做功,設小球到達最低速度為vy,根據(jù)動能定理:
       mgR=
1
2
mv2-
1
2
mvy2
       解得:v=2
gR

       對小球在最低點時受力分析,根據(jù)牛頓第二定律:F-mg=m
v2
R

        解得:F=5mg
答:(1)繩被拉直時小球的位置為與O水平向右距離為R處.
    (2)小球經(jīng)過最低點C時繩對小球的拉力為5mg.
點評:本題的難點在于判斷小球開始時做平拋運動還是圓周運動
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,長為R的輕繩,上端固定在O點,下端連一小球.小球接近地面,處于靜止狀態(tài).現(xiàn)給小球一沿水平方向的初速度v0,小球開始在豎直平面內做圓周運動.設小球到達最高點時繩突然斷開.已知小球最后落在離小球最初位置2R的地面上.求:
(1)小球在最高點的速度v;
(2)小球的初速度v0;
(3)小球在最低點時球對繩的拉力;
(4)如果細繩轉過60°角時突然斷開,則小球上升到最高點時的速度多大?(小球的質量為m,重力加速度為g).

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如圖所示,長為R的輕質桿(質量不計),一端系一質量為m的小球(球大小不計),繞桿的另一端O在豎直平面內做勻速圓周運動,若小球最低點時,桿對球的拉力大小為1.5mg,求:
①小球最低點時的線速度大?
②小球以多大的線速度運動,通過最高處時桿對球不施力?

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如圖所示,長為R的輕繩,上端固定在O點,下端連一質量為m的小球.小球接近地面,處于靜止狀態(tài).現(xiàn)給小球一沿水平方向的初速度v0(未知),小球開始在豎直平面內做圓周運動,小球到達最高點時繩突然斷開,小球最后落在離小球最初位置2R遠的地面上.設重力加速度為g,空氣阻力不計,求:
(1)小球在最高點的速率v;
(2)小球在最低點運動時球對繩的拉力;
(3)如果細繩轉過60°角時突然斷開,則以后小球上升到最高點時的速度多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,長為R的輕繩,上端固定在O點,下端連接一只小球.小球接近地面,處于靜止狀態(tài).現(xiàn)給小球一沿水平方向的初速度,小球開始在豎直平面內做圓周運動.設小球到達最高點時繩突然斷開,已知小球最后落在離小球最初位置4R的地面上,重力加速度為g.試求:(圖中所標 v0的數(shù)值未知)
(1)繩突然斷開時小球的速度;
(2)小球剛開始運動時,對繩的拉力.

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