(10分)如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在 O′点,另一端系一质量m=1kg的小球(小球可视为质点)。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动

(10分)如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在 O′点,另一端系一质量m=1kg的小球(小球可视为质点)。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动

题型:不详难度:来源:
(10分)如图所示,一根长为L=5m的轻绳一端固定在 O′点,另一端系一质量m=1kg的小球(小球可视为质点)。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放,小球运动到最低点O时,轻绳刚好被拉断。O点下方有一以O点为圆心,半径的圆弧状的曲面,已知重力加速度为 g=10m/s2,求:

(1)轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小;
(2)小球从O点运动到曲面的时间t;
(3)小球落至曲面上的动能Ek
答案
(1)N (2)s (3)J
解析

试题分析:(1)设小球到达O点的速度为,小球由A到O的运动过程,由机械能守恒定律得:
  ① 2分   在O点,由牛顿第二定律可得: ② 2分
联立①②代入数据解得:N   1分
(2)设小球落到曲面上所用时间为,小球由O点做平抛运动,则有: ③ 1分
   ④ 1分   小球落至曲面上,有:  ⑤  1分
联立③④⑤解得:s   ⑥
(3)设小球落至曲面上的动能为,小球落到曲面上时下落高度:  ⑦    1分
由机械能守恒定律得:  ⑧ 1分  联立⑥⑦⑧解得:J  1分
举一反三
2011年11月3日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”第二次交会对接.变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为,对应的角速度和向心加速度分别为,则有(   )
A.
B.
C.变轨后的“天宫一号”比变轨前动能增大了,机械能增加了
D.在正常运行的“天宫一号”内,体重计、弹簧测力计、天平都不能使用了

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半径为R的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶的最低点。如图所示,小车以速度v向右匀速运动,当小车遇到障碍物突然停止时,小球在桶内做圆周运动恰能通过最高点,则圆桶的半径与小车速度之间的关系是(   )
A.B.C.D.

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下列说法正确的是(  )
A.物体做匀速直线运动,机械能一定守恒
B.物体所受的合力不做功,机械能一定守恒
C.物体所受的合力不等于零,机械能可能守恒
D.物体所受的合力等于零,机械能一定守恒

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如图所示,小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大高度为h的斜面顶部。右图中A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内轨直径等于h光滑轨道、D是斜抛无轨道的运动的小球。小球在底端时的初速度都为v0,则小球在以上四种情况中能到达高度h的是

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如图所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是
A.物体的重力势能减少,动能增加,机械能减小
B.斜面的机械能不变
C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功
D.物体和斜面组成的系统机械能守恒

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