如图所示,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球。小球接近地面,处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度v0,小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时

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,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球。小球接近地面,处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度v0,小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时绳突然断开。已知小球最后落在离小球最初位置2R的地面上。求:
(1)小球在最高点的速度v;
(2)小球的初速度v0
(3)小球在最低点时球对绳的拉力;
(4)如果细绳转过60°角时突然断开,则小球上升到最高点时的速度多大?(小球的质量为m,重力加速度为g)。

◎ 答案

解:(1)在水平方向有2R=vt
在竖直方向有2R=gt2
解得v=
(2)根据机械能守恒定律有mv02mv2=mg2R
解得v0
(3)对小球分析有F-mg=m
解得F=6mg
由牛顿第三定律可知:小球对绳子的拉力为6mg,方向向下
(4)设绳断时的速度为v1,有mgR(1-cos60°)=mv02mv12
设小球在最高点时的速度为v2,有v2=v1cos60°
v2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球。小球接近地面,处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度v0,小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时…”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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