精英家教網(wǎng)(辨析題)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的小球,在最低點(diǎn)給小球一水平初速度v0,同時(shí)對(duì)小球施加一大小不變,方向始終垂直于繩的力F,小球沿圓周運(yùn)動(dòng)到繩水平時(shí),小球速度大小恰好也為v0.求F的大小.
下面是某位同學(xué)的分析:
小球在力F的作用下先加速后減速,由對(duì)稱性可以判斷,當(dāng)輕繩向上擺起45°角時(shí)小球速度最大,切線方向的加速度為零,此時(shí)重力沿切線方向的分力與F等大反向,….
該同學(xué)的分析正確嗎?若正確,請(qǐng)根據(jù)該同學(xué)的分析思路,求出F的大。
若不正確,請(qǐng)你分析并求出正確結(jié)果.
分析:本題中,小球受重力、拉力F和繩子的拉力,由于繩子的拉力是變化的,故輕繩向上擺起45°角時(shí)的位置不是平衡位置;可對(duì)全部過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解.
解答:解:不正確.
因?yàn)楫?dāng)重力沿切線方向的分力與F等大反向時(shí),切線方向的加速度為零,速度達(dá)最大,故度達(dá)最大的位置不在向上擺起45°角位置.
正確解答:
由動(dòng)能定理得:
FL
π
2
-mgL=
1
2
mv02-
1
2
mv02=0
解得F=
2mg
π

答:該同學(xué)的分析不正確,F(xiàn)的大小為
2mg
π
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵明確動(dòng)能定理不僅適用于直線運(yùn)動(dòng),而且適用于曲線運(yùn)動(dòng),基礎(chǔ)題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2010?岳陽(yáng)模擬)辨析題:如圖所示,木塊質(zhì)量m=0.78kg,在與水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在3s末時(shí)撤去拉力F.已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:拉力F的大小以及物體在5s內(nèi)滑行的總位移.
某同學(xué)是這樣分析的:由牛頓第二定律可得Fcosθ-μmg=ma,可求出拉力F的大。矬w加速階段滑行的時(shí)間t1=3s,位移s1=
12
at12
,末速度v1=at1,減速階段滑行的時(shí)間t2=2s,加速度a'=μg,可求出位移s2,則滑行的總位移s=s1+s2.你認(rèn)為這位同學(xué)的分析是否正確,若正確,請(qǐng)列式并完成計(jì)算;若不正確,請(qǐng)說(shuō)明理由,并用你自己的方法算出正確的結(jié)果.

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(2008?浦東新區(qū)模擬)辨析題:如圖所示,頂端高為H=0.8m的光滑斜面與水平面成θ=30°角.在斜面頂端A點(diǎn)處以大小為v=3m/s的速度,分別平行于斜面底邊和垂直于斜面底邊沿斜面拋出兩個(gè)小球,使小球貼著斜面滑到斜面底端,試比較兩個(gè)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短.
有同學(xué)這樣認(rèn)為:兩小球初速度大小相等,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,兩小球到達(dá)斜面底端的末速度大小也相等,所以平均速度相等,因此兩小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也相等.你認(rèn)為這種觀點(diǎn)正確嗎?
如認(rèn)為正確,請(qǐng)列式計(jì)算出小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
如認(rèn)為不正確,請(qǐng)列式計(jì)算比較兩小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短.

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精英家教網(wǎng)辨析題:如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2,帶電量分別為q1、q2的金屬小球,用兩根絕緣輕繩懸掛于同一點(diǎn)O.平衡時(shí),兩球恰好位于同一水平面上.輕繩與豎直方向夾角分別為α、β,請(qǐng)確定金屬小球質(zhì)量m1、m2與夾角α、β的關(guān)系式.
某同學(xué)的解法如下:
設(shè)絕緣輕繩長(zhǎng)為l,把兩小球和輕繩看作整體,如下圖所示,
以O(shè)為固定轉(zhuǎn)軸,對(duì)整個(gè)系統(tǒng),根據(jù)力矩的平衡有:
m1g×l×sina=m2g×l×sinβ
m1
m2
=
sinβ
sina

你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否合理?請(qǐng)說(shuō)明理由;若不合理,請(qǐng)用你自己的方法算出正確結(jié)果.

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精英家教網(wǎng)辨析題:如圖所示,斜板與水平方向夾角為α,用與豎直方向夾角為β的大小為F的力使質(zhì)量為m的物體靜止在斜板的某位置上,求
(1)這個(gè)物體受到斜板對(duì)它的壓力大小為多少?
(2)斜板對(duì)它的摩擦力大小為多少?
某同學(xué)解題如下:
(1)根據(jù)m垂直斜板方向方向合力為0,可解得壓力N.
(2)根據(jù)m沿斜板方向方向合力為0,由m有沿斜板向上或向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),可解得兩種情況下的摩擦力Ff
問(wèn):該同學(xué)解題是否正確,理由是什么?你將此題正確結(jié)果解出.

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