水平放置的木柱,橫截面為邊長等于a的正四邊形ABCD;擺長l =4 a的擺,懸掛在A點(diǎn)(如圖所示),開始時(shí)質(zhì)量為m的擺球處在與A等高的P點(diǎn),這時(shí)擺線沿水平方向伸直;已知擺線能承受的最大拉力為7 mg;若以初速度v0豎直向下將擺球從P點(diǎn)拋出,為使擺球能始終沿圓弧運(yùn)動(dòng),并最后擊中A點(diǎn).求v0的許可值范圍(不計(jì)空氣阻力).
擺球先后以正方形的頂點(diǎn)為圓心,半徑分別為R1=4a,R2=3a,R3=2a,R4=a為半徑各作四分之一圓周的圓運(yùn)動(dòng). 當(dāng)擺球從P點(diǎn)開始,沿半徑R1=4a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度v1, 根據(jù)動(dòng)d能定理 、 當(dāng)擺球開始以v1繞B點(diǎn)以半徑R2=3a作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),擺線拉力最大,為Tmax=7 mg,這時(shí)擺球的運(yùn)動(dòng)方程為 ② 由此求得v0的最大許可值為. 當(dāng)擺球繞C點(diǎn)以半徑R3=2a運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),為確保沿圓周運(yùn)動(dòng), 到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度(重力作向心力) 由動(dòng)能定理 ∴ |
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:2007-2008學(xué)年黑龍江省哈爾濱九中高三(上)期中物理試卷(解析版) 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用不可伸長的輕繩系在邊長為a的正方形截面水平放置的木柱頂角A處,繩長為4a,繩所能承受的最大拉力為F=7mg,開始時(shí),繩被拉直并處于水平位置,如圖所示,現(xiàn)為使繩能繞在木柱上,并使小球到達(dá)A點(diǎn),而將小球豎直向下拋出,拋出時(shí)小球的初速度v0應(yīng)為
A.2≤v0≤ B.2≤v0≤
C.2≤v0≤ D.2≤v0≤
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