名法师甚305 幼苗
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设悬线长为l,下球被释放后,先做自由落体运动,直到下落高度为h=2lsin30°=l,处于松驰状态的细绳被拉直为止.
由机械能守恒定律可知;mgl=[1/2]mv2;
解得:小球的速度竖直向下,大小为
2gl.
当绳被拉直时,在绳的冲力作用下,速度v的法向分量减为零(由于绳为理想绳子,能在瞬间产生的极大拉力使球的法向速度减小为零,相应的动能转化为绳的内能);小球以切向分量开始作变速圆周运动到最低点,v1=vcos30°=
6gl
2;
在绳子拉直后的过程中机械能守恒,有mgl(1-sinθ)=[1/2]mv22-[1/2]mv12
在最低点A,根据牛顿第二定律,有
F-mg=m
v22
l
所以,绳的拉力F=mg+m
v22
l=3.5mg;
答:小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是3.5mg
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 绳子拉直瞬间,物体将损失机械能转化为绳的内能(类似碰撞),本题中很多同学会想当然地认为球初态机械能等于末态机械能,原因是没有分析绳拉直的短暂过程及发生的物理现象.力学问题中的“过程“、“状态“分析是非常重要的,不可粗心忽略.
1年前
你能帮帮他们吗