如图所示,质量为m的小球,由长为L的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是过A点的竖直线,在AB线上钉铁钉D,若线能承受的最大拉力为9mg,现将小球拉直成水平,然后静止释放

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,质量为m的小球,由长为L的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是过A点的竖直线,在AB线上钉铁钉D,若线能承受的最大拉力为9mg,现将小球拉直成水平,然后静止释放,小球能绕钉子在竖直平面内做完整的圆周运动,求钉子位置到A点距离的取值范围。(不计线与钉子碰撞时的能量损失)

◎ 答案

解:设铁钉D距A点距离为x,当绳子拉力最大时,小球从最高点到最低点机械能守恒:

对小球在最低点,由牛顿第二定律:
又因:
联立以上得:
小球绕D点做圆周运动到最高点有:
由以上可得:,能做完整圆周运动
若小球绕D点刚好能做完整圆周运动,则从初始位置到最高有:
又因:
联立以上得:
综合可得:

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,质量为m的小球,由长为L的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是过A点的竖直线,在AB线上钉铁钉D,若线能承受的最大拉力为9mg,现将小球拉直成水平,然后静止释放…”主要考查了你对  【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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