题目内容
如图所示,悬挂在竖直平面内O点的一个可视为质点的小球,其质量为m,悬线长为L,运动过程中,悬线能承受的最大拉力为F。现给小球一水平初速度v,使其在竖直平面内运动。已知小球在运动时,悬线始终不松弛,试求v的大小范围。
【答案】
(1)(2)或,
【解析】存在两种可能:
(1)小球在运动过程中,最高点与O点等高或比O低时,线不松弛。
得:
(2)小球恰能过最高点时,在最高点速度设为v0,对应的最低点速度设为v2:
得:,考虑到在运动过程中,悬线又不能断裂,
小球在最低点又需满足:
所以,v的大小取值范围为:或,
在此速度范围,悬线均不会松弛。
本题考查的是圆周运动的综合知识,一定要注意存在两种情况,即在O点下面做圆周运动,即小球在运动过程中,最高点与O点等高或比O低时,线不松弛。,绕着O点做圆周运动
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