如图4甲所示,用长为l的细绳拴着一个质量为m的小球,绳的另一端O点固

如图4甲所示,用长为l的细绳拴着一个质量为m的小球,绳的另一端O点固定.把小球拉到A点,使悬绳与水平方向成θ=30°角.问:松手后小球运动到悬点正下方B点时,悬线对小球的拉力有多大?

图4

答案

解析:小球从A点被释放后,先在重力作用下做自由落体运动,直到绳子张紧为止,如图4乙所示.设小球下落至C点时绳子刚好张紧,速度为v,由几何知识知,这时绳在水平线下与水平线成θ=30°角.

由机械能守恒定律,有mv2=mg·2lsinθ

将v正交分解,求得v垂直于绳子的分量v1=vcosθ

绳子在C点张紧后,v2瞬间变为0,小球以v1绕O点做圆周运动下摆,从C沿圆弧运动至B点,机械能守恒(因绳的拉力时刻与运动方向垂直,不做功).设运动至B点时的速度为vb,则由机械能守恒定律得

mvb2=mv12+mgl(1-sinθ)

在B点对小球应用牛顿第二定律得

以上四式联立解得在B点悬绳对小球的拉力大小为FT=3.5 mg.

答案:3.5 mg

相关题目

《权利法案》、《独立宣言》和《人权宣言》的共同之处是 A
《权利法案》、《独立宣言》和《人权宣言》的共同之处是 A、坚持天赋人权、自由平等的原则     B、为改造封建制度提供了法律依据 C、有浓厚的种
右下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素
右下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是        (     ) A.X、W、Z元素
在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴
在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为. (1)M为曲线上的动点,点P在线段OM上,且满足,求点
已知,甲、乙溶质质量分数与溶液密度的关系如下表:溶质质
已知,甲、乙溶质质量分数与溶液密度的关系如下表:溶质质量分数甲溶液密度(s/cm3)乙溶液密度(g/cm3)1%0.951.025%0.921.0410%0.901.07甲物质的1%溶液与9
Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染
Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后
初三学生小明暑假随爸妈去某地区旅游,发现当地大多数国
初三学生小明暑假随爸妈去某地区旅游,发现当地大多数国家的居民拥有统一的护照、使用统一的货币。该地区最有可能是 A.东南亚            
设复数,则在复平面内对应的点位于第    ▲    象限.
设复数,则在复平面内对应的点位于第    ▲    象限.
近年来,我国高端餐饮逐渐收缩,大众餐饮蓬勃发展。某餐
近年来,我国高端餐饮逐渐收缩,大众餐饮蓬勃发展。某餐饮企业在相继关停了13家高端餐饮门店的基础上,大力发展大众餐饮和快餐业务。该企业的行

最新题目