分析 (1)当过最低点时的速度为6m/s时,重力和细线拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出细线的拉力.
(2)当小球在最高点速度为4m/s时,重力和细线拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出细线的拉力.
(3)过最高点时绳的拉力刚好为零,重力提供圆周运动的向心力.根据牛顿第二定律求出最高点的临界速度.
解答 解:(1)当过最低点时的速度为6m/s时,重力和细线拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
${F}_{1}-mg=\frac{m{v}_{1}^{2}}{l}$
所以:${F}_{1}=mg+\frac{m{v}_{1}^{2}}{l}=0.5×10+\frac{0.5×{6}^{2}}{0.4}=50$N.
(2)当小球在最高点速度为4m/s时,重力和细线拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
$mg+{F}_{2}=\frac{m{v}_{2}^{2}}{l}$
所以:${F}_{2}=\frac{m{v}_{2}^{2}}{l}-mg=\frac{0.5×{4}^{2}}{0.4}-0.5×10=15$N
(3)过最高点时绳的拉力刚好为零,重力提供圆周运动的向心力.根据牛顿第二定律得:
$mg=\frac{m{v}_{0}^{2}}{l}$
所以:${v}_{0}=\sqrt{gl}=\sqrt{10×0.4}=2$m/s
答:(1)若过最低点时的速度为6m/s,此时绳的拉力大小是50N;
(2)若过最高点时的速度为4m/s,此时绳的拉力大小是15N;
(3)若过最高点时绳的拉力刚好为零,此时小球速度大小是2m/s.
点评 解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动,靠沿半径方向的合力提供向心力.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | “东方红二号”卫星的向心加速度大于“神州十号”飞船的向心加速度 | |
B. | “东方红二号”卫星的角速度小于“神州十号”飞船的角速度 | |
C. | “东方红二号”卫星的周期小于“神州十号”飞船的周期 | |
D. | “东方红二号”卫星的向心力小于“神州十号”飞船的向心力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体的动能一直减小 | |
B. | 弹簧的弹性势能先减小后增大 | |
C. | 物体所受合外力先增大后减小 | |
D. | 物体的动能和重力势能之和一直减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 压强不变 | |
B. | 内能增大 | |
C. | 内能不变 | |
D. | 气体对外做功,同时从外界吸收热量 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 不知道运动性质,无法判断 | B. | 斜面对球的弹力不做功 | ||
C. | 挡板对球的弹力不做功 | D. | 重力不做功 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 人做的功为2Fs | |
B. | 车给人的摩擦力对人做功$\frac{2m-M}{M+m}$Fs | |
C. | 绳对小车的拉力做功$\frac{1}{2}$Mv2 | |
D. | 此过程中,绳对小车做功的功率小于Fv |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | a的向心加速度等于重力加速度g | B. | d的运动周期有可能是23小时 | ||
C. | c在2小时内转过的圆心角是$\frac{π}{3}$ | D. | 在相同时间内b转过的弧长最长 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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