题目内容
【题目】如图所示,质量为m=0.1kg的小球,用长l=0.4m的细线与固定在圆心处的力传感器相连,小球和传感器的大小均忽略不计。当在最低点A处给小球6m/s的初速度时,恰能运动至最高点B,空气阻力大小恒定。(g=10m/s2)求:
(1)小球在A处时传感器的示数
(2)小球从A点运动至B点过程中克服空气阻力做的功
(3)小球在A点以不同的初速度开始运动,当运动至B点时传感器会显示出相应的读数F,试通过计算在坐标系中作出图象。
【答案】(1)F=10N(2)克服空气阻力做功0.8J;
(3)
【解析】试题分析:(1)小球做圆周运动,由牛顿第二定律可以求出传感器的示数;(2)小球恰好到达B点,重力提高向心力,由牛顿第二定律可以求出小球到达B点的速度,然后由动能定理求出从A到B过程中空气阻力做的功;(3)应用动能定理求出小球到达B点的速度,由牛顿第二定律求出在B点绳子拉力,然后作出图象.
(1) 在A点,由得:
(2) 由得:
小球从A到B过程中,根据动能定理:
得到
所以
(3)小球从A到B过程中,根据动能定理:
小球在最高点
两式联立得: ,图象(如图所示)
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