如图,一个质量为M的人,站在台秤上,手拿绳子一端,绳子另一端拴一个质量为m的小球,线长为R,让小球在竖直平面内作圆周运动,且摆球恰能通过圆轨道最高点,不计小球所受空

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图,一个质量为M的人,站在台秤上,手拿绳子一端,绳子另一端拴一个质量为m的小球,线长为R,让小球在竖直平面内作圆周运动,且摆球恰能通过圆轨道最高点,不计小球所受空气阻力。求小球作圆周运动过程中,台秤示数的变化范围。

◎ 答案

Mg?0.75mg   (M+6m)g

◎ 解析


试题分析:小球运动到最低点时悬线对人的拉力最大,且方向竖直向下,故台秤示数最大,小球通过最低点时,据牛顿第二定律有T?mg= 解得T=6mg
所以台秤的最大示数为F=(M+6m)g
当小球处于如图所示状态时,

设其速度为v1,由机械能守恒有
由牛顿第二定律有:T+mgcosθ=
解得悬线拉力     T=3mg(1-cosθ)
其分力Ty=Tcosθ=3mgcosθ-3mgcos2θ
当cosθ=,即θ=60°时,台秤的最小示数为Fmin=Mg?Ty=Mg?0.75mg.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,一个质量为M的人,站在台秤上,手拿绳子一端,绳子另一端拴一个质量为m的小球,线长为R,让小球在竖直平面内作圆周运动,且摆球恰能通过圆轨道最高点,不计小球所受空…”主要考查了你对  【受力分析】  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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