精英家教網(wǎng)“水流星”是一種常見的雜技項(xiàng)目,該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,已知繩長(zhǎng)為l,重力加速度為g,則( 。
A、小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí),處于失重狀態(tài)
B、小球初速度v0越大,則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大
C、當(dāng)v0
6gl
時(shí),小球一定能通過最高點(diǎn)P
D、當(dāng)v0
gl
時(shí),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)
分析:小球在最高點(diǎn)繩子的拉力與重力的合力提供向心力,在最低點(diǎn)也是繩子的拉力與重力的合力提供向心力,可根據(jù)牛頓第二定律列式求解,同時(shí)小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)得到最低點(diǎn)的過程中,只有重力做功,可運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解.
解答:解:A、小球在最低點(diǎn)時(shí).重力與拉力的合力提供向心力,所以小球受到的拉力一定大于重力,小球處于超重狀態(tài).故A錯(cuò)誤;
B、設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v1,最低點(diǎn)的速度為v2;由動(dòng)能定理得:mg(2l)=
1
2
 m
v
2
2
-
1
2
 m
v
2
1
…①
精英家教網(wǎng)球經(jīng)過最高點(diǎn)P:mg+F1=
m
v
2
1
l
…②
球經(jīng)過最低點(diǎn)Q時(shí),受重力和繩子的拉力,如圖
根據(jù)牛頓第二定律得到,F(xiàn)2-mg=m
v
2
2
l
…③
聯(lián)立①②③解得:F2-F1=6mg,與小球的速度無(wú)關(guān).故B錯(cuò)誤;
C、球恰好經(jīng)過最高點(diǎn)P,速度取最小值,故只受重力,重力提供向心力:mg=m
v
2
3
l
,得:v3=
gl
…④
小球以v0向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí):由動(dòng)能定理得:mg(2l)=
1
2
 m
v
2
0
-
1
2
 m
v
2
4
…⑤
得:v4=
2gl
gl
=v3
所以小球一定能夠過最高點(diǎn).故C正確;
D、若v0
gl
,設(shè)小球能夠上升的最大高度h:由機(jī)械能守恒得:mgh=
1
2
m
v
2
0
=
1
2
mgl
所以:h<l小球上升的最高點(diǎn)尚不到與O水平的高度,所以細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài).故D正確.
故選:CD
點(diǎn)評(píng):本題小球做變速圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)重力和拉力的合力提供向心力,同時(shí)結(jié)合動(dòng)能定理列式求解!
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:2013屆江蘇省揚(yáng)州市高三下學(xué)期5月考前適應(yīng)性考試物理試卷(帶解析) 題型:單選題

“水流星”是一種常見的雜技項(xiàng)目,該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,已知繩長(zhǎng)為l,重力加速度為g,則

A.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí),處于失重狀態(tài)
B.小球初速度v0越大,則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大
C.當(dāng)時(shí),小球一定能通過最高點(diǎn)P
D.當(dāng)時(shí),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年江蘇省如皋市高三年級(jí)第一學(xué)期期末物理試卷(解析版) 題型:選擇題

水流星是一種常見的雜技項(xiàng)目,該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,已知繩長(zhǎng)為l,重力加速度為g,忽略空氣阻力,則(??? )

A.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí),處于失重狀態(tài)

B.小球初速度v0越大,則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大

C.當(dāng)時(shí),小球一定能通過最高點(diǎn)P

D.當(dāng)時(shí),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省揚(yáng)州市高三下學(xué)期5月考前適應(yīng)性考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

“水流星”是一種常見的雜技項(xiàng)目,該運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)化為輕繩一端系著小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)模型,如圖所示,已知繩長(zhǎng)為l,重力加速度為g,則

A.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)Q時(shí),處于失重狀態(tài)

B.小球初速度v0越大,則在P、Q兩點(diǎn)繩對(duì)小球的拉力差越大

C.當(dāng)時(shí),小球一定能通過最高點(diǎn)P

D.當(dāng)時(shí),細(xì)繩始終處于繃緊狀態(tài)

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案