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(辨析题)如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,在最低...

(辨析题)如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,在最低点给小球一水平初速度v,同时对小球施加一大小不变,方向始终垂直于绳的力F,小球沿圆周运动到绳水平时,小球速度大小恰好也为v.求F的大小.
下面是某位同学的分析:
小球在力F的作用下先加速后减速,由对称性可以判断,当轻绳向上摆起45°角时小球速度最大,切线方向的加速度为零,此时重力沿切线方向的分力与F等大反向,….
该同学的分析正确吗?若正确,请根据该同学的分析思路,求出F的大小.
若不正确,请你分析并求出正确结果.

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本题中,小球受重力、拉力F和绳子的拉力,由于绳子的拉力是变化的,故轻绳向上摆起45°角时的位置不是平衡位置;可对全部过程运用动能定理列式求解. 【解析】 不正确. 因为当重力沿切线方向的分力与F等大反向时,切线方向的加速度为零,速度达最大,故度达最大的位置不在向上摆起45°角位置. 正确解答: 由动能定理得: FL-mgL=mv2-mv2=0 解得F= 答:该同学的分析不正确,F的大小为.
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考点分析:
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运动距离s(m)510203040506070
运动时间t(s)2.44.26.37.89.010.011.012.0
各段速度(m/s)2.084.766.678.3310.010.0
(1)以纵轴代表自行车运动的距离s,横轴代表运动的时间t,试作出s-t图.
(2)根据(1)作出的s-t图知,自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度.请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:①______(m/s);②______(m/s).
(3)本次实验中,学生和自行车总质量约为75kg,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,则在20m-30m路段的平均阻力f1与30m-40m路段的平均阻力f2之比f1:f2=______;若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=______W.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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