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一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示,已知

网友投稿  2022-09-29 00:00:00  互联网

◎ 题目

一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示,已知小球在最低点A的速度vA=6m/s,求:
(1)小球做圆周运动的周期T
(2)小球的质量m
(3)轻绳的长度L
(4)小球在最高点的动能Ek

◎ 答案

(1)T=2s  (2)m=0.2 kg(3)L=0.6 m (4)

◎ 解析

(1)小球在运动的过程中,重力与绳子的拉力之和提供向心力,拉力随运动过和做周期性变化,故拉力的周期也就等于小球做圆周运动的周期,
由图可以看出,T=2s.
(2)(3)以小球为研究对象,设其在最低点受到的拉力为TA
最高点受到的拉力为TB ,则由图可以看出速度大小为v
小球在最低点时,有
在最高点时,有
从最低点至最高点的过程中,机械能守恒,则有
解得:m=0.2 kg,L=0.6 m.
(4) 

◎ 知识点

    专家分析,试题“一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示,已知…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】  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。



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