某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自身获得足够大的速度后再平抛到山涧对面,如图所

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自身获得足够大的速度后再平抛到山涧对面,如图所示,若他的质量是M,所用绳长为L,在摆到最低点B处时的速度为v,离地高度为h,当地重力加速度为g.
(1)他用的绳子能承受的最大拉力应不小于多少?
(2)这道山涧的宽度不超过多大?
(3)若该同学是从某高处A点无初速度下摆的,则下摆时绳子倾角θ为多大?
魔方格

◎ 答案

(1)该同学在B处,由牛顿第二定律得,
F-Mg=M
v2
L

解得F=Mg+M
v2
L

即他用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L

(2)该同学做平抛运动的过程中由运动学公式得,水平方向上有:x=vt
竖直方向上有h=
1
2
gt2

解得x=v

2h
g
,即这道山涧的宽度不超过v

2h
g

(3)对该同学从A处下摆到B处的过程由动能定理得,
Mg(L-Lcosθ)=
1
2
Mv2-0

解得θ=arccos(1-
v2
2gL
)

答:(1)用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L

(2)这道山涧的宽度不超过v

2h
g

(3)下摆时绳子倾角θ为θ=arccos(1-
v2
2gL
)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自身获得足够大的速度后再平抛到山涧对面,如图所…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【动能定理】  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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