如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ<90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/26 01:29:32
如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ<90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小
如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ<90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小球又回到最低点时,
细绳上张力的大小.
要思路.
如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ<90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小
此题关键要把”在运动中绳子始终处于伸直状态“解析出来.
小球在1/4圆周之前处于伸直,如果运动到1/4圆周与1/2圆周之间时速度太小,而不能做圆周运动,则绳不能处于伸直.所以 要想绳伸直,要么做小于等于1/4圆周,要么做完整圆周.
小于等于1/4圆周时:动能定理:-mgh+FLsinθ=0-0 ①
h=FLsinθ/mg h≤L F≤mg/sinθ
做完整圆周时:最高点要满足,向心力大于等于重力:mv²/L≥mg
动能定理:-mg·2L+FLsinθ=½mv高²≥mgL/2 ②
得到 F≥5mg/2sinθ 最大高度 h=2L
(2)由最高点到最低点用机械能守恒.
小于等于1/4圆周时:½mv低²=mgh =FLsinθ 用①等量代换
做完整圆周时:½mv低²=2mgL+½mv高² =FLsinθ 用②等量代换
综合总有:½mv低²=FLsinθ
圆周运动最低点:F-mg=mv低²/L
F=mg+2Fsinθ
恒力F做功=F*lsinα,上升到最大高度也就是重力做的负功等于F做的功。mgh=Flsinα,h=Flsinα/mg
但是重力最多做负功mg2l,即小球上升到最高点。此时的临界状态是mg2l=Flsinα,F=2mg/sinα。即F>此值,小球可以上升到最高点
看到答案,真的不明白答案怎么来的