长L=0.5 m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2 kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10 m/s2):
(1)当v=1 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(1) 压力N′=16 N (2) 拉力,大小T′=44 N
解析试题分析:(1)当v=1 m/s时,小球所需向心力F1==N=4 N<mg,所需向心力小于重力,则杆对球为支持力,受力如图.
小球满足mg-N=,则
N=mg-=16 N
由牛顿第三定律可知,杆受到压力N′=16 N,方向竖直向下.
(2)当v=4 m/s时,小球所需向心力F2==64 N>mg 显然重力不能提供足够的向心力,则杆对球有一拉力,受力如图所示.
小球满足mg+T=即
T=-mg=44 N
由牛顿第三定律可知,小球对杆有一拉力,大小T′=44 N.
方向竖直向上.
考点:牛顿第二定律;向心力.
点评:注意当无法确定力的方向时,可以先假设到某一方向上,如果解出的结果为正值,说明力就在假设的方向上,如果解出的结果为负值,说明力的方向与假设的方向相反.
科目:高中物理 来源:101网校同步练习 高三物理 山东科学技术出版社 鲁教版 题型:038
如图所示,一边长L=0.2 m,质量m1=0.5 kg,电阻R=0.1 Ω的正方形导体线框abcd,与一质量为m2=2 kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连.起初ad边距磁场下边界为d1=0.8 m,磁感应强度B=2.5T,磁场宽度d2=0.3 m,物块放在倾角=53°的斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.现将物块由静止释放,经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时,线框恰好做匀速运动.(g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时绳中拉力的功率;
(2)线框刚刚全部进入磁场时速度的大小;
(3)整个运动过程中线框产生的焦耳热.
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科目:高中物理 来源:海淀区2005年高三年级第一学期期末练习 物理 题型:038
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科目:高中物理 来源:教材全解 物理 高中 必修2 (配鲁科版) 鲁科版 题型:038
长L=0.5 m的轻质细杆,一端系质量m=2 kg的小球,另一端固定于O点使之绕O点在竖直面内做圆周运动,当小球位于最高点时,根据计算结果说明球受杆的是拉力还是支持力?(1)v1=1 m/s时;(2)v2=4 m/s时.
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图6-3-19所示,用长L=0.50 m的绝缘轻质细线,把一个质量m=1.0 g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间,平行金属板间的距离d=5.0 cm,两板间电压U=1.0×103 V.静止时,绝缘细线偏离竖直方向θ角,小球偏离竖直线的距离a=1.0 cm.取g=10 m/s2.则下列说法正确的是 ( ).
A.两板间电场强度的大小为2.0×104 V/m
B.小球带的电荷量为1.0×10-8 C
C.若细线突然被剪断,小球在板间将做类平抛运动
D.若细线突然被剪断,小球在板间将做匀加速直线运动
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,质量M=2 kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1 kg的小球通过长L=0.5 m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态.现给小球一个竖直向上的初速度v0=4 m/s,(g取10 m/s2)。
(1)若锁定滑块,试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向;
(2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度大小;
(3)在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。
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