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如图所示,长度为L的细线下挂一个质量为m的小球,小球半径忽略不计,现用一个水平力F拉小球,使悬线偏离竖直方向θ角并保持静止状态,

(1)求拉力F的大小;
(2)撤掉F后,小球从静止开始运动到最低点时的速度为多大?
(3)在最低点绳子拉力为多少?
人气:337 ℃ 时间:2020-07-13 12:20:52
解答
(1)小球处于静止,受力如图所示:
拉力大小:F=mgtanθ;
(2)小球下摆过程,机械能守恒,
由机械能守恒定律得:mgL(1-cosθ)=
1
2
mv2
小球的速度:v=
2gL(1−cosθ)

(3)在最低点,由牛顿第二定律得:FT-mg=
mv2
L

解得绳子拉力:FT=3mg-2mgcosθ;
答:(1)拉力F的大小为mgtanθ;
(2)小球从静止开始运动到最低点时的速度为
2gL(1−cosθ)

(3)在最低点绳子拉力大小为3mg-2mgcosθ,方向竖直向上.
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