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  • 如圖所示,擺球的質(zhì)量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜止釋放,設(shè)繩子為理想輕繩,求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多大?

    如圖所示,擺球的質(zhì)量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜止釋放,設(shè)繩子為理想輕繩,求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多大?
    物理人氣:898 ℃時(shí)間:2019-10-17 14:28:45
    優(yōu)質(zhì)解答
    設(shè)懸線長為l,下球被釋放后,先做自由落體運(yùn)動(dòng),直到下落高度為h=2lsin30°=l,處于松馳狀態(tài)的細(xì)繩被拉直為止.
    由機(jī)械能守恒定律可知;mgl=
    1
    2
    mv2;
    解得:小球的速度豎直向下,大小為
    2gl

    當(dāng)繩被拉直時(shí),在繩的沖力作用下,速度v的法向分量減為零(由于繩為理想繩子,能在瞬間產(chǎn)生的極大拉力使球的法向速度減小為零,相應(yīng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為繩的內(nèi)能);小球以切向分量開始作變速圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),v1=vcos30°=
    6gl
    2

    在繩子拉直后的過程中機(jī)械能守恒,有mgl(1-sinθ)=
    1
    2
    mv22-
    1
    2
    mv12
    在最低點(diǎn)A,根據(jù)牛頓第二定律,有
      F-mg=m
    v22
    l

      所以,繩的拉力F=mg+m
    v22
    l
    =3.5mg;
    答:小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是3.5mg
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