1.质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内作半径为R的圆周运动,运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球

1.质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内作半径为R的圆周运动,运动过程中,小球受到空气阻力的作用,在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg,此后小球继续做圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点,则此过程中小球克服阻力所做的功为多少
bnwcsc 1年前 已收到3个回答 举报

houqiong310 幼苗

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设“某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg”的时刻,小球的速度是V1
则由向心力公式 得 
F向1=F拉1-mg=m*V1^2 / R
F拉1=7mg
得 m*V1^2=6 mgR
由“此后小球继续做圆周运动,转过半个圆周恰好通过最高点”知,这时绳子拉力恰好等于0,重力完全提供向心力,设这时的速度是 V2
则有 mg=m*V2^2 / R
得 m*V2^2=mgR
从上述的最低点经半个圆周到最高点的过程中,由动能定理 得
W重+W阻=(m*V2^2 / 2)-(m*V1^2 / 2)
-mg*(2R)-W克阻=(m*V2^2 / 2)-(m*V1^2 / 2)
-mg*(2R)-W克阻=(mgR / 2)-(6 mgR / 2)
得所求的克服阻力所做的功为 W克阻=mgR / 2

1年前

5

5yy6ty 幼苗

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恰好通过最高点说明最高点速度为√(gR),最低点速度为√(6gR),
根据动能定理有
-Wf-mg*2R=1/2m*gR-1/2m*6gR,
解得Wf=1/2mgR

1年前

2

清秋露凝 幼苗

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最高点:mg=mv2/R
最低点:7mg-mg=mv'2/R
由最低至最高根据动能定理:-mg2R-Wf=1/2mv2-1/2mv'2
由以上三式得:Wf=1/2mgR

1年前

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