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机械能守恒定律
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如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,
,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s
2
。试求:
小题1:求摆线能承受的最大拉力为多大?
小题2:要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。
◎ 答案
小题1:10N
小题2:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125
◎ 解析
(1)当摆球由C到D运动机械能守恒:
(2分)
由牛顿第二定律可得:
(1分)
可得:F
m
="2mg=10N" (1分)
(2)小球不脱圆轨道分两种情况:①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度恰好为零,
由动能定理可得:
(1分)
可得:μ
1
="0.5" (1分)
若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:
(1分)
由动能定理可得:
(2分)
可求得:μ
2
=0.35(1分)
②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点由牛顿第二定律可得:
(1分)
由动能定理可得:
(2分)
解得:μ
3
="0.125" (1分)
◎ 知识点
专家分析,试题“如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 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/202211/370325.html
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