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如圖所示,長l=1.6m的細線一端固定在O點,另一端栓著一質量m=0.1kg的擺球.讓擺球由A位置靜止下擺,已知OA與豎直方向OBC的夾角為600求:
(1)擺球擺到最低點B位置時線的拉力,
(2)若懸點O到地面的豎直高度為H=6.6m,球擺到B點時細線剛好被拉斷,則擺球落地時的速度大小以及落地點D到C點的距離(g=10m/s2

解:
(1)擺球由A位置擺到最低點B位置的過程中,由機械能守恒定律得
mgl(1-cos60°)=
得到擺球到最低點B位置時的速度v==
擺球經過B位置時,根據牛頓第二定律得,T-mg=m
得到 T=mg+m=2mg=2N
(2)球擺到B點時細線被拉斷后,擺球做平拋運動,平拋運動的高度為h=H-l=5m,由機械能守恒定律得
mgh+=
得到擺球落地時的速度大小V==
代入解得 V=2≈10.8m/s
將平拋運動分解為水平方向和豎直方向兩個分運動,豎直方向做自由落體運動,則有
h=
水平方向做勻速直線運動,則DC間距離x=vt=v
代入解得x=4m
答:
(1)擺球擺到最低點B位置時線的拉力是2N;
(2)擺球落地時的速度大小是10.8m/s,落地點D到C點的距離是4m.
分析:(1)擺球由A位置擺到最低點B位置的過程中,只有重力對擺球做功,其機械能守恒.由機械能守恒定律求出擺球擺到最低點B位置時的速度.擺球經過B位置時由重力和細線的拉力提供向心力,根據牛頓第二定律求解細線的拉力.
(2)球擺到B點時細線被拉斷后,擺球做平拋運動,平拋運動的高度為h=H-l=5m,再機械能守恒求出小球落地時的速度大。\用運動的分解方法求出平拋運動的水平距離DC.
點評:本題是圓周運動與平拋運動的綜合,采用程度法分析求解.兩個過程機械能都守恒.基礎題.
練習冊系列答案
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如圖所示,長L=1.6m,質量M=3kg的木板靜放在光滑水平面上,質量m=1kg、帶電量q=+2.5×10-4C的小滑塊放在木板的右端,木板和物塊間的動摩擦因數μ=0.1,所在空間加有一個方向豎直向下強度為E=4.0×104N/C的勻強電場,如圖所示,現對木板施加一水平向右的拉力F.取g=10m/s2,求:
(1)使物塊不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=11N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.

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(2012?豐臺區(qū)模擬)如圖所示,長L=1.3m,質量M=5.0kg的平板小車A靜止在光滑的水平面上,小車左端放有質量m=1.0kg的木塊B(可以看作質點),木塊B與小車A之間的動摩擦因數μ=0.20,現用水平恒力F拉動木塊B在小車A上滑行.求:
(1)木塊B在平板小車A上滑行時,小車A的加速度大小及方向;
(2)若F=5N,則木塊B和小車A脫離時的速率分別是多少;
(3)從木塊B剛開始運動到A、B脫離的過程中,水平恒力F對木塊B所做的功.

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精英家教網如圖所示,長L=1.3m,質量M=5.0kg的平板小車A靜止在光滑的水平面上,小車左端放有質量m=1.0kg的小木塊B(可以看作質點),木塊B與小車A之間的動摩擦因數μ=0.20,現用水平恒力F拉動木塊B在小車A上滑行.求:
(1)小木塊B在平板小車A上滑行時,小車A的加速度大小、方向;
(2)當F=
12
mg
時,使木塊B從小車A的右端與A脫離時,小車A的動能和此過程中F對木塊B做的功.

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精英家教網如圖所示,長L=1.6m,質量M=3kg的木板靜放在光滑水平面上,質量m=1kg的小物塊放在木板的右端,木板和物塊間的動摩擦因數μ=0.1.現對木板施加一水平向右的拉力F,取g=10m/s2,求:
(1)使物塊不掉下去的最大拉力F;
(2)如果拉力F=10N恒定不變,小物塊所能獲得的最大動能.

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