質(zhì)量為30kg的小孩蕩秋千,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏離豎直線的最大角度為60度,繩子承受的最大拉力為多少?(不計(jì)空氣阻力)
分析:小孩在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),只有重力做功,故機(jī)械能守恒,可求出最低點(diǎn)速度,在最低點(diǎn).繩子的拉力最大,重力和拉力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和第三定律可求出繩子承受的最大拉力.
解答:解:小球從最高點(diǎn)擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能守恒,以最低點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn),假設(shè)繩子長(zhǎng)L,有:
mg(L-Lcos60°)=
1
2
mv2;
故v=
2gL(1-cos60°)
①;

在最低點(diǎn),重力和繩子拉力的合力提供向心力,由牛頓第二定律,得,
F-mg=m
v2
L
②;
由①②兩式得到,F(xiàn)=2mg;
繩子受到的拉力等于繩子對(duì)球的拉力;
故繩子承受的最大拉力為2mg.
點(diǎn)評(píng):本題為力學(xué)綜合問(wèn)題,要能熟練運(yùn)用機(jī)械能守恒定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律,同時(shí)還要熟練掌握向心力公式;要注意題中要求的是繩子承受的拉力,而不是繩子對(duì)球的拉力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為30kg的小孩坐在質(zhì)量為10kg的雪橇上,大人用于水平方向成37°斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)雪橇對(duì)水平地面的壓力大小
(2)雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)
(已知sin37°=0.6  cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上,大人用大小為100N、與水平方向成37°斜向上的拉力,從靜止開(kāi)始使雪橇做勻加速直線運(yùn)動(dòng),10s時(shí)撤去拉力,使雪橇自由滑行,設(shè)雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)10s末雪橇的速度;
(2)雪橇運(yùn)動(dòng)的總路程.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在我國(guó)東北寒冷的冬季,狗拉雪橇是人們出行的常見(jiàn)交通工具,如圖所示.一質(zhì)量為30kg的小孩坐在10.6kg的鋼制滑板的雪橇上,狗用與水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,雪橇與冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02,求狗要用多大的力才能夠拉雪橇勻速前進(jìn).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上,大人用與水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,力的大小為100N,雪橇與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,求:
(1)雪橇對(duì)地面的壓力大。╯in37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(2)雪橇運(yùn)動(dòng)的加速度大小
(3)若沿相反的方向施加大小相同的推力,則從靜止開(kāi)始1分種后,雪橇的速度多大?通過(guò)的位移是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)一個(gè)質(zhì)量為30kg的小孩在蹦床上做游戲,他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度,小孩從高處開(kāi)始下落到彈回的整個(gè)過(guò)程中,他的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,圖中只有Oa段和de段為直線.則根據(jù)此圖象可知,小孩和蹦床相接觸的時(shí)間內(nèi),蹦床對(duì)小孩的平均作用力為(空氣阻力不計(jì),g取10m/s2)( 。

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