分析 (1)當(dāng)小球運動到最高點時,由重力和細(xì)線的拉力的合力充當(dāng)向心力,支座對地面的壓力恰好為零,繩對小球的拉力等于支座的重力.
(2)由向心力公式可求得小球的線速度大。
(3)分析支座的受力情況,根據(jù)支座的平衡狀態(tài)和小球的受力情況,由牛頓第二定律求解.
解答 解:(1)以支座為研究對象,當(dāng)支座對地面的壓力為零時,支座只受到重力Mg和細(xì)線對支座豎直向上的拉力T1的作用(如圖).
由二力平衡得繩對小球的拉力 T1=Mg
(2)以小球為研究對象,小球受細(xì)線的拉力T2和重力mg(如圖),以向心加速度方向為正,由牛頓第二定律得:
Mg${T_2}+mg=m\frac{v^2}{L}$…①
又知T1與T2大小相等 有:T2=Mg…②
由①②式解得:$v=\sqrt{\frac{(M+m)}{m}gL}$
(3)如果支座對地面的壓力恰好等于Mg,則地面對支座的支持力為:FN=Mg
受力分析可以得出,此時T1=T2=0,
小球運動到最高點時,只有重力mg來充當(dāng)向心力,
以向心加速度方向為正,由牛頓第二定律得:$mg=m\frac{v^2}{R}$
則:$v=\sqrt{gL}$
答:
(1)當(dāng)小球運動到最高點時,如果支座對地面的壓力恰好為零,繩對小球的拉力是Mg.
(2)第一問狀態(tài)下小球的線速度大小為$\sqrt{\frac{(M+m)gL}{m}}$.
(3)當(dāng)小球運動到最高點時,如果支座對地面的壓力恰好等于Mg,則此時小球的線速度大小為$\sqrt{gL}$
點評 小球在豎直面內(nèi)圓周運動一般會和機械能守恒或動能定理結(jié)合考查,要注意臨界值的應(yīng)用及正確列出機械能的表達(dá)式.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 做曲線運動的質(zhì)點,若將所有外力都撤去,則該質(zhì)點仍可能做曲線運動 | |
B. | 速度大的物體慣性大,速度小的物體慣性小 | |
C. | 力是維持物體運動的原因 | |
D. | 牛頓第一定律揭示了一切物體都具有慣性 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球在最高點時對桿的作用力為零 | |
B. | 小球在最高點時對桿的作用力為mg | |
C. | 若增大小球的通過最高點時的速度,則在最高點時球?qū)U的力一定增大 | |
D. | 若增大小球的通過最高點時的速度,則在最高點時球?qū)U的力可能增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物體的速度等于零,加速度一定等于零 | |
B. | 物體的速度改變量大,加速度就大 | |
C. | 物體的速度改變越快,加速度就越大 | |
D. | 在加速直線運動中,加速度不可能減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0 | B. | mg | C. | μF | D. | 2mg |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 線圈中產(chǎn)生的電動勢為2V | |
B. | 從t=0時開始經(jīng)8s細(xì)線開始松弛 | |
C. | 在0~4s內(nèi)線圈產(chǎn)生的電熱為32J | |
D. | 在0~4s內(nèi)通過線圈截面的電荷量為16C |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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