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长为L的轻绳一端固定,另一端系住一个质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动.设在圆周最高点时,绳的张力为零,小球机械能为零.求:

(1)小球在最低点时绳的张力;

(2)小球在最低点时的重力势能.

答案:
解析:

  答案:(1)6mg

  (2)mgL

  解析:(1)在最高点,绳的张力为零,应有:

  mg=,所以v0

  从最高点到最低点的过程中机械能守恒:

  mg·2L=mv2

  在最低点,由牛顿第二定律得:T-mg=

  联立可得:T=6mg.

  (2)由①②式可求出小球在最低点的动能:

  Ekmv2mgL④

  由机械能守恒定律得,在最低点小球的机械能也为零:

  Ep+Ek=0

  Ep=-EkmgL.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根长为L的轻绳一端固定在O′点,另一端系一质量m的小球,小球可视为质点.将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动到最低点时,轻绳刚好被拉断.O′点下方有一以O点为顶点的固定斜面,倾角θ=37°,斜面足够长,且OO′=2L,已知重力加速度为g,忽略空气阻力;求
(1)轻绳断时的前后瞬间,小球的加速度?
(2)小球落至斜面上的速度大小及方向?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长为L的轻绳一端固定,另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设轻绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端拴有一个质量为m的小球.现在使小球在竖直平面内做圆周运动,并能通过最高点,则下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在x轴上方有水平向左的匀强电场E1,在x轴下方有竖直向上的匀强电场E2,且E1=E2=
mgq
,在x轴下方的虚线(虚线与y轴成45°)右侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.有一长为L的轻绳一端固定在第一象限内的O′点,且可绕O'点在竖直平面内转动,另一端栓有一质量为m的小球,小球带电量为+q,OO′与x轴成45°,OO′的长度为L.先将小球放在O′正上方,从绳恰好绷直处由静止释放,小球刚进入磁场时将绳子断开.求:
(1)绳子第一次绷紧后小球的速度大小;
(2)小球刚进入磁场区域时的速度;
(3)小球从进入磁场到第一次打在x轴上经过的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,长为L的轻绳一端固定在O点,另一端系一小球(可视为质点),小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动.已知小球运动过程中轻绳拉力大小FT和竖直方向OP的夹角θ的关系为:FT=b+bcosθ,b为已知的常数,当地重力加速度为g,不计空气阻力,求小球的质量.

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