分析 (1)在最高点应用牛顿第二定律即可求解;
(2)由机械能守恒求得在最低点的速度,然后由牛顿第二定律即可求解.
解答 解:(1)选杯子和杯子里的水为研究对象,在最高点时由重力和绳子的拉力T的合力提供它们做圆周运动的向心力.由牛顿第二定律有:
$({m}_{1}+{m}_{2})g+T=({m}_{1}+{m}_{2})\frac{{v}^{2}}{r}$;
所以有:$T=({m}_{1}+{m}_{2})(\frac{{v}^{2}}{r}-g)=9N$;
(2)杯子和杯子里的水在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,故设小杯在最低点的速度为v′,绳子拉力为T′;
那么由机械能守恒可得:$\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2})v{′}^{2}=2({m}_{1}+{m}_{2})gr+\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}^{2}$
解得:$v′=\sqrt{{v}^{2}+4gr}=\sqrt{56}m/s$=$2\sqrt{14}m/s$;
由牛顿第二定律可得:$T′-({m}_{1}+{m}_{2})g=\frac{({m}_{1}+{m}_{2})v{′}^{2}}{r}$;
解得:$T′=({m}_{1}+{m}_{2})(\frac{v{′}^{2}}{r}+g)=99N$;
答:(1)在最高点时,绳的拉力大小为9N;
(2)在最低点时,绳的拉力大小为99N.
点评 经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度 | |
B. | 在真空中,a光的波长小于b光的波长 | |
C. | 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 | |
D. | 若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 红 黄 蓝 紫 | B. | 红 紫 蓝 黄 | ||
C. | 蓝 紫 红 黄 | D. | 蓝 黄 红 紫 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物块水平抛出时的动能与重力势能相等 | |
B. | 落地时的重力功率是水平抛出时重力功率的两倍 | |
C. | 落地时的速度大小为水平初速度大小的两倍 | |
D. | 重力做功的大小是水平抛出时物块动能的两倍. |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 地板对物体支持做功为$\frac{1}{2}$m2v2 | B. | 物体克服重力做功等于m2gh | ||
C. | 钢索的拉力做功$\frac{1}{2}$M1v2+M1gh | D. | 合力对电梯做的功等于$\frac{1}{2}$M1v2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 5×10-10N/C | B. | 5×10-2N/C | C. | 5×102N/C | D. | 2×10-2N/C |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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