如图所示,质量为m的小球,用长为L的细线悬挂在水平天花板上的O点.现将小球偏离平衡位置,使细线与竖直方向的夹角为α,然后将小球由静止释放.当小球运动到最低点时,试求:(1

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量为m的小球,用长为L的细线悬挂在水平天花板上的O点.现将小球偏离平衡位置,使细线与竖直方向的夹角为α,然后将小球由静止释放.当小球运动到最低点时,试求:
(1)小球的速度大小;
(2)小球的角速度大小;
(3)小球对细线拉力的大小.
(已知当地的重力加速度为g,不计空气阻力)
魔方格

◎ 答案

(1)设球由静止释放运动到最低点时的速度大小为v,根据机械能守恒定律得:
mgL(1-cosα)=
1
2
mv2
解得:v=

2gL(1-cosα)

(2)根据v=ωL
联立解得小球的角速度大小ω=

2gL(1-cosα)
L

(3)设在最低点细线对小球拉力的大小为T,根据牛顿第二定律得:
T-mg=m
v2
L

解得:T=(3-2cosα)mg
根据牛顿第三定律,小球对细线拉力的大小
Tˊ=T=(3-2cosα)mg
答:(1)小球的速度大小为

2gL(1-cosα)

(2)小球的角速度大小为

2gL(1-cosα)
L

(3)小球对细线拉力的大小为(3-2cosα)mg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m的小球,用长为L的细线悬挂在水平天花板上的O点.现将小球偏离平衡位置,使细线与竖直方向的夹角为α,然后将小球由静止释放.当小球运动到最低点时,试求:(1…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【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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