题目内容
17.如图所示,一根不计质量的细线,上端固定在天花板上的O点,下端系一个可视为质点的小球P.已知细线能承受的最大拉力是小球重力的2倍.保持细线拉直,把小球P拉到细线跟竖直方向成θ角位置后,将小球无初速释放.为保证小球摆动过程细线不被拉断,θ的最大值是多少度?分析 下摆过程机械能守恒,根据机械能守恒可求得最低点的速度,再根据临界条件即可求得最低点时的最大速度,联立即可求得最大偏角.
解答 解:下摆过程机械能守恒,mgl(1-cosθ)=$\frac{1}{2}$mv2,
最低点拉力和重力的合力充当向心力,F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
由题意可知,F=2mg
联立解得:θ=60°
答:θ的最大值是60°
点评 本题考查机械能守恒定律的应用,要注意明确小球在运动过程中绳子拉力不做功,只有重力做功故机械能守恒,同时注意明确向心力公式的正确应用.
练习册系列答案
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8.在竖直墙壁间有质量分别是m和2m的半球A和圆球B,其中B球球面光滑,半球A与左侧墙壁之间存在摩擦.已知半球A与圆球B的半径相等,两球心连线与水平方向成30°角,两球恰好不下滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则( )
A. | 左侧壁对半球A的支持力为$\sqrt{3}$mg | |
B. | 半球A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{2}$ | |
C. | 半球A和圆球B之间的作用力为3mg | |
D. | 右侧墙壁与圆球B之间的作用力为$\sqrt{3}$mg |
5.已知:一列波某时刻的波动图象和其上一点的振动图象如图( )
A. | 甲图是振动图象,波速2×104米/秒 | B. | 甲图是波动图象,波速2×102米/秒 | ||
C. | 乙图是振动图象,波速5×103米/秒 | D. | 乙图是波动图象,波速5×103米/秒 |
9.如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a,b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量为m=3$\sqrt{3}$kg的小球相连,绳与水平方向 的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中.水平向右的力F=20N作用在b上,三个物体保持静止状态.g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. | 物体c受到向右的静摩擦力,大小为20N | |
B. | 物体b受到物体a给的一个大小为30N的摩擦力,方向向左 | |
C. | 物体a对桌面的静摩擦力大小为10N,方向水平向左 | |
D. | 撤去力F的瞬间,三个物体一定会获得向左的加速度 |