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如图, 两绳系一个质量为m=0.1千克达到小球, 两绳的另两端分别固定于轴上的A...

如图, 两绳系一个质量为m=0.1千克达到小球, 两绳的另两端分别固定于轴上的A、B两处, 上绳AC长L=2米, 两绳都拉直时与轴夹角分别是30°和45°,求小球的角速度在什么范围内取值, 两绳始终张紧?

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两绳张紧时,小球受的力如图所示,当ω由0逐渐增大时,ω可能出现两个临界值.  BC恰好拉直,但F2仍然为零,设此时的角速度为ω1,则有  Fx=F1sin30°=mω12Lsin30°      ①       2分  Fy=F1cos30°-mg=0            ②       2分     代入已知解①②得  ω1=2.40 rad/s                1分 (2)AC由拉紧转为恰好拉直,但F1已为零,设此时的角速度为ω2,则有 Fx=F2sin45°=mω22Lsin30°        ③             2分 Fy=F2cos45°-mg=0              ④             2分 代入已知解③④得  ω2=3.16 rad/s            1分   可见,要使两绳始终张紧,ω必须满足 2.40 rad/s<ω<3.16 rad/s.                        2分 答案:2.40 rad/s<ω<3.16 rad/s 【解析】略
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考点分析:
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如图所示,质量为m的小球用长为L的细绳悬于光滑的斜面上的O点,小球在这个倾角为θ的斜面上做圆周运动,若小球在圆周的最高点和最低点的速率分别为υ1和υ2,则绳子在这两个位置时的张力的大小分别是多少?

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如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,

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求:(1)小球水平抛出的初速度υ0是多少?

斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少?

    (3)若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底部?

 

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摩托车障碍赛中,运动员在水平路面上遇到一个壕沟,摩托车前后轮轴的间距为1.6m.车要安全的越过这壕沟,摩托车的速度υ0至少要有多大?(空气阻力不计g=10m/s2)

 

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某科学兴趣小组利用下列装置验证小球平抛运动规律,设计方案如图所示,用轻质细线拴接一小球在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO′=h(h>L)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:               .

(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O′C=s,则小球做平抛运动的初速度为υ0=            .

(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O′点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标、cosθ为横坐标,得到如图所示图象.则当θ=30°时,s为          m.

 

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在“研究平抛物体运动”的实验中,小球做平抛运动的坐标原点位置应是(设小球半径为r)(   )

A、斜槽口末端O点          B、斜槽口O点正上方r处

C、斜槽口O点正前方r处    D、小球位于槽末端时,球心在竖直平板上的水平投影点

 

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