一根輕繩一端系一小球,另一端固定在O點(diǎn),在O點(diǎn)有一個(gè)能測(cè)量繩的拉力大小的力傳感器,讓小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),由傳感器測(cè)出拉力F隨時(shí)間t變化圖像如圖所示,已知小球在最低點(diǎn)A的速度vA=6m/s,求:
(1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T
(2)小球的質(zhì)量m;
(3)輕繩的長(zhǎng)度L;
(4)小球在最高點(diǎn)的動(dòng)能Ek
(1)T=2s  (2)m=0.2 kg(3)L=0.6 m (4)
(1)小球在運(yùn)動(dòng)的過程中,重力與繩子的拉力之和提供向心力,拉力隨運(yùn)動(dòng)過和做周期性變化,故拉力的周期也就等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期,
由圖可以看出,T=2s.
(2)(3)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,設(shè)其在最低點(diǎn)受到的拉力為TA,,
最高點(diǎn)受到的拉力為TB ,則由圖可以看出,速度大小為v
小球在最低點(diǎn)時(shí),有
在最高點(diǎn)時(shí),有,
從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)的過程中,機(jī)械能守恒,則有,
解得:m=0.2 kg,L=0.6 m.
(4) 
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)若不計(jì)阻力,運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑過程中下降的高度。
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