如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線,一端固定于O點(diǎn),另一端栓有一質(zhì)量為m的小球,可在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)擺動(dòng),現(xiàn)拉緊細(xì)線使小球位于與O點(diǎn)在同一豎直面內(nèi)的A位置,細(xì)線與水平方向成30°角,從靜止釋放該小球,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至懸點(diǎn)正下方C位置時(shí),細(xì)線承受的拉力是多大?
解:小球在松開后作自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱性,到達(dá)OA下方30°時(shí)自由落體結(jié)束。
設(shè)繩長(zhǎng)L,則下落了L(等邊三角形),
根據(jù)動(dòng)能定理:1/2mv2=mgL
v=gL
此后繩子被繃緊,作圓周運(yùn)動(dòng)。
但要注意的是這時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)初速度不是v,而是v1=vcos30°
在開始圓周運(yùn)動(dòng)后,機(jī)械能守恒。
小球之后豎直方向下落L/2,則 1/2mv12+mgL/2=1/2mv22
v2=
又由圓周運(yùn)動(dòng)公式,繩子拉力F提供向心力 F=mv22/R
代入數(shù)據(jù) F=7/2mgL/L=3.5mg。
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,a1c1d1和a2c2d2為在同一水平平面內(nèi)的平行金屬導(dǎo)軌,距離為l。在直線c1c2所在豎直平面的左側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向豎直向下。N1N2與X1X2為兩根用不可伸和的絕緣輕線相連的金屬桿,質(zhì)量分別為m1和m2,它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。把N1N2桿用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線跨過一定滑輪(摩擦不計(jì))懸掛一質(zhì)量為M的物體A。當(dāng)兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),兩桿均加速向右運(yùn)動(dòng),加速度的大小為a,此時(shí)兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。求:
   (1)此時(shí)作用于物體A的重力的功率;
   (2)此時(shí)回路電阻R上的熱功率。

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