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如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬...

如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30°角,然后松手,问:小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?

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小球先做自由落体运动,由机械能守恒可求得绳子绷紧时的速度,但要注意绳子绷紧的瞬间小球的径向分速度消失,由速度的合成与分解求出切向分量;此后的过程中机械能守恒,可求得小球到达B点的速度,由向心力公式可求得悬线中的张力. 【解析】 在A点松手后,绳子为松弛状态,所以小球在重力作用下做自由落体运动,当小球落到A点的正下方C点,OC=L时绳又被拉紧,此时由于绳子的冲量作用,使小球沿绳方向的速度分量υ2减小为0,小球将以L为半径、υ1为初速度从C开始做圆周运动,如图.因此,从A点到B点的过程中有机械能损失,机械能不守恒.当小球从C点运动到B点的过程中,机械能守恒.本题应先求出小球在C点时的切向速度υ1,再对CB段运用机械能守恒定律求出υ,最后求绳中张力T. 小球从A点到C点做自由落体运动,下落高度为L,则:υC=. 其切向分量为:υ1=υCcos30°= 小球从C点到B点过程中,由机械能守恒定律有: mgL(1-sin30°)= 将υ1代入解得:υB2= 对B点由向心力公式得:T-mg= 解得:. 答:悬线中的张力为.
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考点分析:
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在“验证机械能守恒定律”的实验中(g取9.8m/s2):
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需    (填字母代号).
A.直流电源            B.交流电源          C.游标卡尺
D.毫米刻度尺          E.天平及砝码        F.秒表
(2)正确使用打点计时器,打出的某一条纸带如图所示,O是纸带静止时打的点,1、2、3、4、5、6是依次打的6个点,已知电源频率是50Hz,利用图中给出的数据可求出打第
4点时的速度υ4=    m/s.
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在“研究平抛物体的运动”的实验中
(1)让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:   
a.斜槽必须光滑
b.通过调节使斜槽的末端保持水平
c.每次释放小球的位置必须相同
d.每次必须由静止释放小球
e.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格的等距离下降
f.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
g.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某同学只记录了A、B、C三点,各点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为    m/s (g=10m/s2).
(3)开始做平抛运动的初始位置的坐标为   
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写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数:
(1)图1所示游标卡尺读数为    mm.
(2)图2所示螺旋测微器读数为    mm.
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manfen5.com 满分网面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为a,密度为水的manfen5.com 满分网,质量为m.开始时,木块静止,有一半没入水中,如图所示.现用力将木块缓慢地压到池底,在这一过程中( )
A.木块的机械能减少了manfen5.com 满分网
B.水池中水的机械能不变
C.水池中水的机械能增加了2manfen5.com 满分网
D.水池中水的机械能增加了manfen5.com 满分网
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如图所示,一质量为m1的木板放在固定在地面的光滑斜面上,木板的上端用细绳拴在斜面的顶端,有一只质量为m2的小猫站在木板上.剪断细绳,木板开始下滑,同时小猫沿木板向上爬,设从静止开始的一段时间内木板向下滑,而小猫在木板上相对于地面的高度不变,忽略空气阻力,则下列图中能正确反映在这段时间内小猫做功的功率随时间变化的关系的是( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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