(2010•山东模拟)如图所示,质量为m的小球,用长为L的细线悬挂在水平天花板上的O点.现将小球偏离平衡位置,使细线与竖

(2010•山东模拟)如图所示,质量为m的小球,用长为L的细线悬挂在水平天花板上的O点.现将小球偏离平衡位置,使细线与竖直方向的夹角为α,然后将小球由静止释放.当小球运动到最低点时,试求:
(1)小球的速度大小;
(2)小球的角速度大小;
(3)小球对细线拉力的大小.
(已知当地的重力加速度为g,不计空气阻力)
fggragd 1年前 已收到1个回答 举报

逍遥游兮 春芽

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解题思路:(1)根据机械能守恒定律列式求解;
(2)根据公式v=ωL求解角速度;
(3)重力和拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解拉力,最后结合牛顿第三定律得到球对细线的拉力.

(1)设球由静止释放运动到最低点时的速度大小为v,根据机械能守恒定律得:
mgL(1-cosα)=[1/2]mv2
解得:v=
2gL(1−cosα)
(2)根据v=ωL
联立解得小球的角速度大小ω=

2gL(1−cosα)
L
(3)设在最低点细线对小球拉力的大小为T,根据牛顿第二定律得:
T-mg=m
v2
L
解得:T=(3-2cosα)mg
根据牛顿第三定律,小球对细线拉力的大小
Tˊ=T=(3-2cosα)mg
答:(1)小球的速度大小为
2gL(1−cosα);
(2)小球的角速度大小为

2gL(1−cosα)
L;
(3)小球对细线拉力的大小为(3-2cosα)mg.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律.

考点点评: 本题关键是明确小球的运动规律,然后结合机械能守恒定律、向心力公式、牛顿运动定律列式后联立求解.

1年前

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