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如图,长为L的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量为m的小球.将小球从O点以一定初速水平向右抛出,经一定时间绳被拉直,以后小球将以O为支点在竖直平面内摆动.已知绳刚被拉直
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图,长为L的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量为m的小球.将小球从O点以一定初速水平向右抛出,经一定时间绳被拉直,以后小球将以O为支点在竖直平面内摆动.已知绳刚被拉直时,绳与竖直线成60度角,求:
(1)小球水平抛出时的初速v
0
(2)小球摆到最低点时,绳所受的拉力T.
◎ 答案
(1)根据L sin60°=V
0
t.
L cos60°=
1
2
g
t
2
,
联立两式解得:
t=
L
g
,
v
0
=
3gL
2
.
(2)绳子拉直时,小球在竖直方向上的分速度
v
y
=gt=
gL
.
绳子拉直后,沿绳子方向上的速度变为零,只剩下垂直于绳子方向上的分速度,根据分解得:
v
1
=
v
y
sin60°-
v
0
sin30°=
3gL
4
根据机械能守恒定律得:
1
2
m
v
2
2
=
1
2
m
v
1
2
+mgL(1-cos60°)
根据牛顿第二定律得:
F-mg=m
v
2
2
L
联立解得F=
35
16
mg
.
答:(1)小球水平抛出时的初速度为
v
0
=
3gL
2
.
(2)小球摆到最低点时,绳所受的拉力为
35
16
mg
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图,长为L的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量为m的小球.将小球从O点以一定初速水平向右抛出,经一定时间绳被拉直,以后小球将以O为支点在竖直平面内摆动.已知绳刚被拉直…”主要考查了你对 【平抛运动】,【向心力】,【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/260232.html
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