如图所示,长l=0.2m的细线上端固定在O点,下端连接一个质量为m=0.5kg的小球,悬点O距地面的高度H=0.35m,

如图所示,长l=0.2m的细线上端固定在O点,下端连接一个质量为m=0.5kg的小球,悬点O距地面的高度H=0.35m,开始时将小球提到O点而静止,然后让它自由下落,当小球到达使细线被拉直的位置时,刚好把细线拉断,落到地面时的速度v=2m/s,如果不考虑细线的形变,g=10m/s2,试求:
(1)细线拉断前后的速度大小和方向;
(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为△t=0.1s,细线的平均张力大小;
(3)若小球触地前后速度大小相同、方向相反,求触地过程小球受到的合力冲量.
froster214 1年前 已收到1个回答 举报

婉婉ice 幼苗

共回答了17个问题采纳率:88.2% 举报

解题思路:(1)由机械能守恒定律可求得细线拉断前的速度;细线拉断后,由运动学公式可求得断后的球的速度;
(2)由动量定理可求得细线的平均张力;
(3)由题意可知小球触地前后速度大小和方向,则由小

(1)细线拉断前,小球下落过程机械能守恒:
mgl=[1/2]mv2
得:v 1=
2gl=
2×10×0.2=2 m/s,方向竖直向下.
设细线断后球速为v2,方向竖直向下,有:v2−
v22=2g(H−l),
代入数据解得:4-v22=2×10×(0.35-0.2)
解得:v2=1 m/s,方向竖直向下
(2)设细线的平均张力为F,方向竖直向上.取竖直向上为正方向,由动量定理可得:
(F-mg)△t=-mv2-(-mv1
解得:F=
mv1−mv2
△t+mg=[0.5×2−0.5×1/0.1]+5=10 N
(3)取竖直向上为正方向,I=mv-(-mv)=2mv=2×0.5×2=2Ns;
答:(1)速度大小为1m/s,方向竖直向下;
(2)细线的平均张力为10N;
(3)合力的冲量为2Ns.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;动量定理.

考点点评: 本题考查机械能守恒定律、动量定理的应用及运动学公式,在解题时要注意正确分析物理过程,正确选择物理规律求解即可.

1年前

3
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.096 s. - webmaster@yulucn.com