如圖1所示，擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向300的位置由靜止釋放，設(shè)繩子為理想輕繩，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多大?


解析:

解：設(shè)懸線長(zhǎng)為，小球被釋放后，先做自由落體運(yùn)動(dòng)，直到下落高度為，處于松弛狀態(tài)的細(xì)繩被拉直為止。這時(shí)，小球的速度豎直向下，大小為。當(dāng)繩被拉直時(shí)，在繩的沖力作用下，速度v的法向分量vn減為零(由于繩為理想輕繩，在瞬間產(chǎn)生的極大拉力能使球的法向速度減小為零，相應(yīng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為繩的內(nèi)能)；小球以切向分v1=vsin300開始做變速圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，此過程中機(jī)械能守恒，有

 

  在最低點(diǎn)A，根據(jù)牛頓第二定律，有

  所以，繩的拉力

【標(biāo)簽】力學(xué)中的機(jī)械能守恒定律

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

用如圖所示裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線拴好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時(shí)O點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng)，且細(xì)線與豎直線之間夾角為α；球A由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄球 B 的落點(diǎn)．
用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示碰撞前后兩球A、B的動(dòng)量（設(shè)兩球A、B碰前的動(dòng)量分別為pA、pB； 碰后動(dòng)量分別為 PA′、PB′，則PA=
mA
2gL(1-cosα)
mA
2gL(1-cosα)
，PA′=
mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosβ)
，PB=
0
0
，PB′=
mBS
g
2H
mBS
g
2H
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）用如圖1所示裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上，O點(diǎn)到A球球心的距離為L(zhǎng)，使懸線在A球釋放前伸直，且線與豎直線夾角為α，A球釋放后擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與B球正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，保持α角度不變，多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，白紙上記錄到多個(gè)B球的落點(diǎn)．

①圖中S應(yīng)是B球初始位置到
落點(diǎn)
落點(diǎn)
的水平距離．
②為了驗(yàn)證兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，應(yīng)測(cè)得的物理量有S和
mA、mB、α、β、H、L
mA、mB、α、β、H、L
．（用字母表示）
③用測(cè)得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動(dòng)量PA=
mA
2gL(1-cosα)
mA
2gL(1-cosα)
．PA′=
mA
2gL(1-cosβ)
mA
2gL(1-cosβ)
．PB=0.PB′=
mBs
g
2H
mBs
g
2H
．（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間）
（2）在電流表擴(kuò)大量程的實(shí)驗(yàn)中，要將量程為200 μA的電流表G改裝成量程為0.2A的電流表，需先用如圖2所示的電路即“半偏法”測(cè)出此電流表的內(nèi)電阻Rg．
①在測(cè)量Rg的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器有如下的規(guī)格供選擇：A．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～10Ω）  B．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～1500Ω）為了便于實(shí)驗(yàn)的調(diào)節(jié)操作，減小誤差，滑動(dòng)變阻器R滑應(yīng)選用
A
A
．（填入選用器材的字母代號(hào)）
②當(dāng)電阻箱的阻值為R1時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P的位置，使電流表G滿偏；保持滑動(dòng)頭P的位置不動(dòng)，調(diào)整電阻箱接入電路的阻值，當(dāng)電阻箱的阻值為R2時(shí)，電流表G恰好半偏．則電流表G的內(nèi)電阻Rg=
R2-2R1
R2-2R1
．
③若測(cè)得Rg=500Ω，為完成上述改裝，需要用一個(gè)約為
0.5
0.5
Ω的電阻與電流表并聯(lián)．
④用改裝成的電流表，按圖3所示的電路測(cè)量未知電阻Rx．若測(cè)量未知電阻Rx時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.2V，而改裝后的電流表的表頭（刻度盤仍為原電流表的刻度）示數(shù)如圖4所示，那么Rx的測(cè)量值為
10
10
Ω
⑤如果測(cè)量與操作均正確，那么Rx的測(cè)量值將
小于
小于
（選填“大于”或“小于”）Rx的真實(shí)值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)（1）有以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：
A、用單擺測(cè)定重力加速度；       　　   B、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)；
C、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；        　　    D、驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．
上述實(shí)驗(yàn)中需要打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)是：
 
；需要天平的實(shí)驗(yàn)是：
 
；
需要刻度尺（或三角板）的實(shí)驗(yàn)是：
 
．
（2）用如圖所示裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，質(zhì)量為mB的鋼球B放在小支柱N上，球心離地面高度為H；質(zhì)量為mA的鋼球A用細(xì)線栓好懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)細(xì)線被拉直時(shí)O點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng)，且細(xì)線與豎直線之間夾角為α；A球由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰與B球發(fā)生正碰，碰撞后，A球把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直線夾角為β處，B球落到地面上，地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D，用來記錄B球的落點(diǎn)．
①用圖中所示各個(gè)物理量的符號(hào)表示碰撞前后A、B兩球的動(dòng)量（設(shè)A、B兩球的碰前動(dòng)量分別為PA、PB；碰后動(dòng)量分別為PA′、PB′），則：PA=
 
；PA′=
 
；PB=
 
；PB′=
 
．
②請(qǐng)你提供兩條提高實(shí)驗(yàn)的精度建議：
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）擺動(dòng)時(shí)偏角滿足的條件是        ，為了減小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)開始時(shí)，擺球應(yīng)是經(jīng)過最    （填“高”或“低’）點(diǎn)的位置，且用秒表測(cè)量單擺完成多次全振動(dòng)所用的時(shí)間，求出周期．如單擺振動(dòng)50次所需時(shí)間為40秒，則單擺振動(dòng)周期為     S。

（2）用最小刻度為1 mm的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)，測(cè)量情況如圖乙所示．O為懸掛點(diǎn)，球?yàn)閯蛸|(zhì)小球，從圖乙中可知單擺的擺長(zhǎng)為         m。

（3）若用L表示擺長(zhǎng)，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為g=              。

（4）考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反，它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加速度變小，因此振動(dòng)周期變大．”學(xué)生乙說：“浮力對(duì)擺球的影響好像用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn)，因此振動(dòng)周期不變”，這兩個(gè)學(xué)生中         。

A．甲的說法正確    B．乙的說法正確    C．兩學(xué)生的說法都是錯(cuò)誤的

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：（1）（4分）擺動(dòng)時(shí)偏角滿足的條件是        ，為了減小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)開始時(shí)，擺球應(yīng)是經(jīng)過最    （填“高”或“低’）點(diǎn)的位置，且用秒表測(cè)量單擺完成多次全振動(dòng)所用的時(shí)間，求出周期．單擺振動(dòng)50次所需時(shí)間如圖，則單擺振動(dòng)周期為         S。

（2）（2分）用最小刻度為1 mm的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)，測(cè)量情況如圖乙所示．O為懸掛點(diǎn)，球?yàn)閯蛸|(zhì)小球，從圖乙中可知單擺的擺長(zhǎng)為         m。

（3）（2分）若用L表示擺長(zhǎng)，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為g=              。

（4）（2分）考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反，它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加速度變小，因此振動(dòng)周期變大．”學(xué)生乙說：“浮力對(duì)擺球的影響好像用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn)，因此振動(dòng)周期不變”，這兩個(gè)學(xué)生中         。

A．甲的說法正確    B．乙的說法正確    C．兩學(xué)生的說法都是錯(cuò)誤的

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