如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在O′点,另一端系一质量m=1kg的小球。将轻绳拉至水平并将小球由位置...
问题详情:
如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在O′点,另一端系一质量m=1 kg的小球。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动到最低点O时,轻绳刚好被拉断。O点下方有一以O点为圆心,半径m的圆弧状的曲面,所有阻力不计,己知重力加速度为g=10m/s2,求:.
(1)轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小。
(2)小球落至曲面上的动能。
【回答】
【知识点】牛顿第二定律、平抛运动、圆周运动、机械能守恒定律综合应用题。C5、D2、D4、E3。
【*解析】解析:(1)小球由A到O的过程,由机械能守恒定律,有:mgL=, 2分
在O点,由牛顿第二定律,Fm-mg=m, 2分
解得:Fm=3mg=30N。
由牛顿第三定律可知轻绳所能承受的最大拉力为30N。 1分
(2)小球从O点平抛,有:x=v0t, 1分
y=gt2, 1分
小球落至曲面上,有x2+y2=R2, 2分
联立解得t=1s。 2分
小球落至曲面上的动能Ek=mv2
代入数据得Ek=100J。 2分
【思路点拨】从A到O点的过程中,运用机械能守恒定律求速度,后用牛顿第二定律求绳所受的拉力,第一问结果不要忘记了牛顿第三定律了;第二问首先依平抛运动规律列式,再用曲线方程联立求时间,由此根据动能的表达式求小球落在曲面上的动能。
知识点:未分类
题型:未分类