长为L的细线一端固定于O点,如图所示,另一端拴一质量为m的小球.把小球拉至最高点A,以水平速度v0抛出.求当v0=gL2时,球运动到最低点C时细线的拉力大小.

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

长为L的细线一端固定于O点,如图所示,另一端拴一质量为m的小球.把小球拉至最高点A,以水平速度v0抛出.求当v0=

gL
2
时,球运动到最低点C时细线的拉力大小.
魔方格

◎ 答案

由于v0=

gL
2
,小于小球做圆周运动通过最高点时的最小速度

gL
,故小球做平抛运动,设小球运动到如图所示的B点时细线绷紧,此时细线与竖直方向的夹角为θ,由平抛运动规律有:Lsinθ=v0t;
L(1-cosθ)=
1
2
gt2
解得:θ=90°,说明B与O在同一直线上,vBx=

gL
2
,由于细线瞬时绷紧,使小球水平速度突然变为零,所以此绷紧过程有机械能损失,然后小球以

2gL
的速度从B点开始做圆周运动到C点,由机械能守恒有:
1
2
mvBy2+mgL=
1
2
mvC2
在最低点C有:T-mg=
m
v2C
L

解得小球在最低点C时绳的拉力T=5mg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“长为L的细线一端固定于O点,如图所示,另一端拴一质量为m的小球.把小球拉至最高点A,以水平速度v0抛出.求当v0=gL2时,球运动到最低点C时细线的拉力大小.…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【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。

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