如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)...

問題詳情:

如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點),球離地的高度hL.現讓環與球一起以v如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)...的速度向右運動,在A處環被擋住而立即停止,已知A離右牆的水平距離也為L,當地的重力加速度為g,不計空氣阻力.求:

(1)在環被擋住而立即停止時繩對小球的拉力大小;

(2)若在環被擋住後,細繩突然斷裂,則在以後的運動過程中,球的第一次碰撞點離牆角B點的距離是多少?

如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第2張

【回答】

【知識點】牛第二定律 圓周運動 平拋運動C2 D4 D2

【*解析】(1)3mg (2)如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第3張L 解析: (1)在環被擋住而立即停止後小球立即以速率vA點做圓周運動,根據牛第二定律和圓周運動的向心力公式有:Fmgm如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第4張                   2分

解得:F=3mg                                    1分

(2)細繩斷裂後,此後小球做平拋運動.

假設小球直接落到地面上,則:hL如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第5張gt2                1分

球的水平位移:xvt=2L>L                       1分

故小球先碰到右牆,則Lvt′                     1分

小球下落的高度h′=如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第6張gt′2=如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第7張                     1分

所以球的第一次碰撞點距B的距離為:HL如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第8張如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環,環套在光滑水平杆上,在細繩的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點)... 第9張L 1分

【思路點撥】(1)在環由運動到被擋住而立即停止後,小球立即以速率v繞A點做圓周運動,由重力與繩子的拉力的合力提供向心力,根據牛頓第二定律求出繩子的拉力,再求解拉力的變化量.

(3)在環停止以後,若繩子斷裂,小球將做平拋運動.假設小球直接落在地面上,求出水平位移,分析小球能否與牆碰撞.若與牆碰撞,碰撞後小球水平方向仍做勻速運動.再由運動學公式求解鐵球的第一次碰撞點離牆角B點的距離.

知識點:未分類

題型:計算