荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会上的一个比赛项目.若秋千绳的长度是2.0 m,荡到最高点时秋千绳与竖直方向成60°角,求荡到最低点时秋千的速度
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荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会上的一个比赛项目.若秋千绳的长度是2.0 m,荡到最高点时秋千绳与竖直方向成60°角,求荡到最低点时秋千的速度.(忽略空气阻力和摩擦,g取10m/s2) |
答案
解: 在运动过程中,系统受到重力mg 和绳的拉力T两个力的作用,绳的拉力始终垂直于秋千的运动方向,它不做功,秋千在摆动过程中,只有重力做功,所以可以用机械能守恒定律来求解.如图所示,选择秋千在最低位置时所处的水平面为零势能参考平面.秋千荡到最高点A时为初状态,初动能Ek1=0,而此时的重力势能为Ep1=mgl(1-cosθ),在最低点B处为末状态,末动能,此时的重力势能正Ep2=0.根据机械能守恒定律有Ek2+Ep2=Ek1+Ep1, 即 所以 |
举一反三
如图所示,总长为L的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮,开始时底端相齐,当略有扰动时其一端下落,则铁链刚脱离滑轮的瞬间的速度为多大? |
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有一条长L的均匀金属链条,如图所示,有一半在光滑斜面上,斜面倾角为θ,另一半竖直向下垂在空中,当链条刚好全部滑出斜面的瞬间,它的速度为______________。 |
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如图所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系着物体A、B,且mA=2mB,由图示位置从静止开始释放A物体,当物体B达到圆柱顶点时,求绳的张力对物体B所做的功. |
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如图所示,为某游乐场的翻滚过山车的轨道,竖直圆形轨道的半径为R,现有一节车厢(可视为质点),从高处由静止滑下,不计摩擦力和空气阻力,要使过山车通过圆形轨道的最高点,过山车开始下滑时的高度至少应多高? |
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水平飞行的子弹打中放在光滑水平面上的木块,并留在木块中,下列关于机械能叙述正确的是 |
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A.子弹的机械能不守恒 B.木块的机械能不守恒 C.子弹和木块组成的系统机械能守恒 D.子弹动能的减少量大于木块动能的增加量 |
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