如圖所示，擺球的質(zhì)量為m從偏離水平方向θ＝30°的位置由靜止釋放，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多大？

答案：3.5mg
解析：

　　分析：小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分以下幾段：從開(kāi)始到繩拉直，只受重力作用，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)；拉直繩的瞬間，小球的機(jī)械能損失，以后只有沿切線(xiàn)方向的速度；從拉直繩后，物體沿圓周運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程中只有重力做功．如圖所示．

　　解：設(shè)懸線(xiàn)長(zhǎng)為l，小球被釋放后，先做自由落體運(yùn)動(dòng)，直到下落高度為h＝2lsinθ＝l，處于松弛狀態(tài)的細(xì)繩被拉直為止．這時(shí)，小球的速度豎直向下，大小為v＝　　　①

　　當(dāng)繩剛被拉直時(shí)，在繩的沖力作用下，速度v的法向分量vn減為零(相應(yīng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為繩的內(nèi)能)；小球以切向分量vt＝vcos30°，開(kāi)始做變速圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)．根據(jù)后一過(guò)程中機(jī)械能守恒，有

　　


提示：

繩子拉直瞬間，物體將損失機(jī)械能，轉(zhuǎn)化為繩的內(nèi)能，本題中很多同學(xué)錯(cuò)誤認(rèn)為球的初態(tài)機(jī)械能等于末態(tài)機(jī)械能，原因是忽略了繩拉直的短暫過(guò)程有能量損失．因此力學(xué)問(wèn)題“過(guò)程”、“狀態(tài)”是非常重要的，萬(wàn)萬(wàn)不可粗心．


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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)單擺，如圖所示，擺球的質(zhì)量為m，帶電荷量為+q，擺線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)．當(dāng)擺角α＜5°時(shí)，從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，那么在擺動(dòng)過(guò)程中
（　　）
A、該單擺的周期T與磁感應(yīng)強(qiáng)度及擺球帶電荷量q有關(guān)B、擺球在最低點(diǎn)時(shí)，繩子的張力一定比在C點(diǎn)時(shí)的張力大C、擺球在最低點(diǎn)O的速度不為零，但加速度可能為零D、若不計(jì)空氣阻力，擺球的機(jī)械能仍守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，擺球的質(zhì)量為m，半徑為r，帶正電荷，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)把擺球吊在懸點(diǎn)O處做成單擺，在懸點(diǎn)O處固定著另一個(gè)正點(diǎn)電荷，則這個(gè)單擺的周期為（）

A．       

B．

C．大于

D．小于

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如圖所示，擺球的質(zhì)量為m，半徑為r，帶正電荷，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)把擺球吊在懸點(diǎn)O處做成單擺，在懸點(diǎn)O處固定著另一個(gè)正點(diǎn)電荷，則這個(gè)單擺的周期為（）

A．       

B．

C．大于

D．小于

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年貴州省高三物理復(fù)習(xí)測(cè)試：26單擺 受迫振動(dòng)（解析版） 題型：選擇題

如圖所示,單擺擺球的質(zhì)量為m,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),擺球從最大位移A處由靜止釋放,擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為v,不計(jì)空氣阻力,則(    )

A.擺球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,重力做的功為mv2

B.擺球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,重力做的功的平均功率為

C.擺球運(yùn)動(dòng)到B時(shí)重力的瞬時(shí)功率為mgv

D.擺球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中合力的沖量大小為mv

 

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