如圖所示，長度為L=0.4m的繩，系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球的質(zhì)量為m=0.5kg，小球半徑不計，（g取10m/s2）求：
（1）小球剛好通過最高點時的速度大小；
（2）小球通過最高點時的速度大小為4m/s時，繩的拉力大��；
（3）小球通過最低點時的速度大小為4
2
m/s時，繩的拉力大小．
分析：（1）小球剛好通過最高點，重力恰好提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可；
（2）拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解；
（3）拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解．
解答：解：（1）小球剛好通過最高點，重力恰好提供向心力，有：mg=m
v2
R
；
解得：v=
gR
=
10×0.4
=2m/s；
（2）小球通過最高點時的速度大小為4m/s，拉力和重力的合力提供向心力，故：
T+mg=m
v2
R
；
解得：T=m
v2
R
-mg=0.5×
42
0.4
-0.5×10=15N；
（3）小球通過最低點時的速度大小為4
2
m/s時，拉力和重力的合力提供向心力，有：
T-mg=m
v2
R
；
解得：T=m
v2
R
+mg=0.5×
(4
2
)2
0.4
-0.5×10=45N；
答：（1）小球剛好通過最高點時的速度大小為2m/s；
（2）小球通過最高點時的速度大小為4m/s時，繩的拉力大小為15N；
（3）小球通過最低點時的速度大小為4
2
m/s時，繩的拉力大小為45N．
點評：本題關(guān)鍵明確向心力來源，然后根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式聯(lián)立求解．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（選做B）如圖所示，長度為L=1.0m的繩，拴著一質(zhì)量m=1kg的小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球半徑不計，已知繩子能夠承受的最大張力為74N，圓心離地面高度H=6m，運動過程中繩子始終處于繃緊狀態(tài)求：
（1）分析繩子在何處最易斷，求出繩子斷時小球的線速度；
（2）繩子斷后小球平拋運動的時間及落地點與拋出點的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長度為L=1.0m的繩，系一小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球的質(zhì)量為M=5kg，小球半徑不計，小球在通過最低點的速度大小為v=20m/s，試求：
（1）小球在最低點所受繩的拉力
（2）小球在最低的向心加速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?崇文區(qū)一模）如圖所示，長度為L=0.2m、電阻r=0.3Ω、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒CD，垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑的金屬導軌上，導軌間距離也為L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計．導軌左端接有R=0.5Ω的電阻，垂直導軌平面的勻強磁場向下穿過導軌平面，磁感強度B=4T．現(xiàn)以水平向右的恒定外力F使金屬棒右移，當金屬棒以v=2m/s的速度在導軌平面上勻速滑動時，求：
（1）電路中理想電流表和與理想電壓表的示數(shù)；
（2）拉動金屬棒的外力F的大��；
（3）若此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導軌上．求撤去外力到金屬棒停止運動的過程中，在電阻R上產(chǎn)生的電熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?北京）如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略）．
（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時小球的受力圖，并求力F的大��；
（2）由圖示位置無初速釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力．不計空氣阻力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長度為L=1.0m的繩，系一小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球的質(zhì)量為M=5kg，小球半徑不計，小球在通過最低點時的速度大小為v=20m/s，
求：小球在最低點所受繩的拉力．

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