一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示
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一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示
题型:不详
难度:
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一根轻绳一端系一小球,另一端固定在
O
点,在
O
点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕
O
点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力
F
随时间
t
变化图像如图所示,已知小球在最低点
A
的速度
v
A
=6m/s,求:
(1)小球做圆周运动的周期
T
;
(2)小球的质量
m
;
(3)轻绳的长度
L
;
(4)小球在最高点的动能
E
k
.
答案
(1)
T
=2s (2)
m
=0.2 kg(3)
L
=0.6 m (4)
解析
(1)小球在运动的过程中,重力与绳子的拉力之和提供向心力,拉力随运动过和做周期性变化,故拉力的周期也就等于小球做圆周运动的周期,
由图可以看出,
T
=2s.
(2)(3)以小球为研究对象,设其在最低点受到的拉力为
T
A
,
,
最高点受到的拉力为
T
B
,则由图可以看出
,
速度大小为
v
.
小球在最低点时,有
.
在最高点时,有
,
从最低点至最高点的过程中,机械能守恒,则有
,
解得:
m
=0.2 kg,
L
=0.6 m.
(4)
举一反三
如图3所示,水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中( )
A.B对A的支持力越来越大
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C.B对A的摩擦力越来越大
D.B对A的摩擦力越来越小
题型:不详
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地球围绕太阳的运动可以视为匀速圆周运动,若地球距太阳的距离为
r
,地球绕太阳公转周期为
T
,若已知万有引力常量为
G
,那么太阳的质量是多少?
题型:不详
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(1) 飞船在预定圆轨道上飞行的高度h为多大?
(2) 飞船在预定圆轨道上飞行的加速度为多大?
题型:不详
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如图7所示,在光滑水平面上,一质量为
m
=0.20kg的小球在绳的拉力作用下做半径为
r
=1.0m的匀速圆周运动。已知小球运动的线速度大小为
v
=
2.0m/s,求:
(1)小球运动的周期;
(2)小球做匀速圆周运动时,绳对它的拉力大小。
题型:不详
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1
、r
2
、r
3
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图5-4-8
题型:不详
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