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如图所示,长度为L的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽...

如图所示,长度为L的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).已知重力加速度为g.

(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球处于平衡状态.求力F的大小;

(2)由图示位置无初速释放小球,求当小球第一次通过最低点时的速度及轻绳对小球的拉力(不计空气阻力).

 

(1)力F的大小为mgtanα. (2)小球第一次通过最低点时的速度v=,轻绳对小球的拉力mg(3﹣2cosα). 【解析】 试题分析:(1)小球受重力、绳子的拉力和水平拉力平衡,根据共点力平衡求出力F的大小. (2)根据机械能守恒定律求出小球第一次到达最低点的速度,再根据牛顿第二定律,小球重力和拉力的合力提供向心力,求出绳子拉力的大小. 【解析】 (1)根据平衡条件,应满足Tcosα=mg,Tsinα=F, 拉力大小F=mgtanα; (2)运动中只有重力做功,根据机械能守恒:mgL(1﹣cosα)=mv2, 则通过最低点时:小球的速度大小v=, 方向水平向左; 根据牛顿第二定律:T﹣mg=, 绳子对小球的拉力:T=mg+=mg(3﹣2cosα), 方向竖直向上. 答:(1)力F的大小为mgtanα. (2)小球第一次通过最低点时的速度v=,轻绳对小球的拉力mg(3﹣2cosα).
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考点分析:
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如图所示,用同种材料制成的倾角为37°的斜面和长水平面,斜面长11.25 m且固定,一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面下滑,如果v0=3.6 m/s,则经过3.0 s后小物块停在斜面上,不考虑小物块到达斜面底端时因碰撞损失的能量,求:(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

 

(1)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ为多少;           

(2)若小物块的初速度为6 m/s,小物块从开始运动到最终停下的时间t为多少

 

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某实验小组设计了如图甲所示的实验装置,一根轻质细绳绕过定滑轮A和轻质动滑轮B后,一端与力传感器相连,另一端与小车相连.动滑轮B下面悬挂一个钩码.某次实验中,由静止开始向右拉动纸带的右端,使小车向右加速运动,由传感器测出细绳对小车的拉力为F0.69 N,打点计时器打出的纸带如图乙所示,打点计时器使用交流电的频率为f50 Hz,重力加速度为g10 m/s2,试回答下列问题:

(1)打点计时器打下标号为“3”的计数点时,小车的速度v3______m/s (保留3位有效数字)

(2)要求尽可能多的利用图乙中的数据计算小车运动的加速度大小a,则a______m/s2(保留1位小数)

(3)不计轻绳与滑轮及轴与滑轮之间的摩擦,动滑轮B下面所悬挂钩码的质量m______kg.

 

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如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然后撤去水平力F,小球从B返回到A点时细线的拉力为T2,则(  )

 

A. T1T2=2mg

B. AB,拉力F做功为mgL

C. BA的过程中,小球受到的合外力大小不变

D. BA的过程中,小球重力的瞬时功率先增大后减小

 

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如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块ABAB都处于静止状态,现将物块B移至C点后,AB仍保持静止,下列说法中正确的是

A. B与水平面间的摩擦力增大

B. 绳子对B的拉力增大

C. 悬于墙上的绳所受拉力不变

D. AB静止时,图中αβθ三角始终相等

 

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内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根长度为R的轻杆,一端固定有质量为m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙,将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点,如图所示。由静止释放后(  )

A. 下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能

B. 下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能

C. 杆从左向右滑时,甲球无法下滑到凹槽的最低点

D. 杆从右向左滑回时,乙球一定能回到凹槽的最低点

 

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