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(8分)如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30º角,然后松手,问:小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?

(8分)

解:在A点松手后,绳子为松弛状态,所以小球在重力作用下做自由落体运动,当小球落到A点的正下方C点,OC=L时绳又被拉紧,此时由于绳子的冲量作用,使小球沿绳方向的速度分量减小为0,小球将以L为半径的为初速度从C开始做圆周运动,如图。因此,从A点到B点的过程中有机械能损失,机械能不守恒。当小球从C点运动到B点的过程中,机械能守恒。本题应先求出小球在C点时的切向速度,再对CB段运用机械能守恒定律求出,最后求绳中张力T。

小球从A点到C点做自由落体运动,下落高度为L,则=

其切向分量为=cos30º=

小球从C点到B点过程中,由机械能守恒定律mgL(1-sin30º)=

代入解得=

对B点由向心力公式得T-mg=

解得.

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如图所示,用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球,对小球再施加一个力,使绳与竖直方向成β角并绷紧,小球处于静止状态,此力最小值为
mgsinβ
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(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)在某一时刻细线断裂,同时质量也为m的不带电的一小块橡皮泥,以水平向左的速度v0击中小球并与小球结合成一体,求击中后瞬间复合体的速度大小;
(3)若原小球离地高为h,求复合体落地过程中的水平位移大小.

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A、若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则在最高点的速率为
gL
B、小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
C、小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
D、小球过最低点时绳子的拉力一定小于小球重力

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