题目内容
5.如图所示,长为1m的细绳一端固定在钉子上,另一端系一质量为1kg的小球,初始时细绳伸直并与水平方向成30°角,让小球从静止下落,则小球通过钉子正下方时细绳的拉力为( )A. | 40N | B. | 35N | C. | 25N | D. | 10N |
分析 小球先做自由落体运动,绳子绷直后,做圆周运动,结合动能定理求出最低点的速度,根据牛顿第二定理求出细绳拉力的大小.
解答 解:根据速度位移公式得,${v}^{2}=2g×2Lsin30°=\sqrt{2gL}$=$\sqrt{20}=2\sqrt{5}$m/s,
绳子绷直后,沿绳子方向的速度为零,根据平行四边形定则知,${v}_{1}=vcos30°=2\sqrt{5}×\frac{\sqrt{3}}{2}m/s=\sqrt{15}m/s$,
根据动能定理得,$mg•\frac{L}{2}=\frac{1}{2}mv{′}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}$,
在最低点,根据牛顿第二定律得,$F-mg=m\frac{v{′}^{2}}{L}$,
代入数据,联立解得F=35N.
故选:B.
点评 本题考查了动能定理和牛顿第二定理的综合运用,知道绳子绷直后,沿绳子方向的速度减为零,即绳子绷直时有能量损失.
练习册系列答案
相关题目
10.以初速度v0水平抛出的物体,当水平方向的分位移与竖直方向的分位移相等时( )
A. | 水平分速度与竖直分速度大小相等 | B. | 瞬时速度vt=$\sqrt{5}$v0 | ||
C. | 位移大小等于2$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{g}$ | D. | 运动的时间t=$\frac{2{v}_{0}}{g}$ |
17.下列说法正确的是( )
A. | 只要物体体积很小便能看成质点 | |
B. | 路程越大的物体,则位移一定越大 | |
C. | 若速度变化的方向为正,则加速度方向可能为负 | |
D. | 若速度变化率越大,则加速度一定越大 |
14.下列说法中,正确的是( )
A. | 物体沿半径为R的圆运动一周,平均速度不为零 | |
B. | 物体沿半径为R的圆运动一周,平均速率不为零 | |
C. | 物体某时刻速度为v,则该物体下一时刻的速度也为v | |
D. | 物体某时刻速度为v,则该物体下一时刻的速度不一定为v |
17.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为2:1,在原、副线圈的回路中各接一个阻值相同的电阻R,ab接电压为220V的正弦交流电,设副线圈输出电压为U,原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的之比为k,则( )
A. | U=110V,K=1 | B. | U=110V,K=4 | C. | U=88V,K=0.25 | D. | U=88V,K=1 |