题目内容

【题目】长L=0.5m、质量可忽略的轻绳,其一端系于O点,一端连有质量m=2kg的小球,现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动.如图所示,求下列情况下轻绳受到的力,g=10m/s2

(1)若小球通过最高点A时vA=5m/s,轻绳受到的拉力为多大?
(2)若小球通过最低点B时vB=6m/s,轻绳受到的拉力为多大?
(3)若小球通过O点的等高点C时vC=4m/s,轻绳受到的拉力为多大?

【答案】
(1)解:在最高点小球受到向下的重力和绳的拉力的合力提供向心力

mg+T1=

得:T1=80 N

答:若小球通过最高点A时vA=5m/s,轻绳受到的拉力为80N;


(2)解:在最低点小球受到向下的重力和轻绳向上的拉力的合力提供向心力

T2﹣mg=

得:T2=164 N

答:若小球通过最低点B时vB=6m/s,轻绳受到的拉力为164N;


(3)解:在C点轻绳的拉力提供向心力

T3=

得:T3=64N

答:若小球通过O点的等高点C时vC=4m/s,轻绳受到的拉力为64N.


【解析】由于物体做圆周运动需要向心力,所以对小球在最高点受力分析,仅受重力与杆子在竖直方向的做用力,二力的合力提供向心力列牛顿第二定律解决.
【考点精析】本题主要考查了向心力的相关知识点,需要掌握向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力才能正确解答此题.

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