题目内容

质量为0.02 kg的小球,用细线拴着吊在沿直线行驶着的汽车顶棚上,在汽车距离车站15 m处开始刹车,在刹车过程中,拴球的细线与竖直方向夹角=37°保持不变,如图所示,汽车到车站恰好停住.求:

(1)开始刹车时汽车的速度.

(2)汽车在到站停住以后,小球对细线的最大拉力(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

答案:
解析:

  解:(1)小球受力分析如图

  因为F=mgtan=ma

  所以a=gtan=10×m/s2=7.5 m/s2 (2分)

  对汽车,由v02=2as

  得v0m/s=15(m/s) (2分)

  (2)小球摆到最低点时,拉力最大,设为T,绳长设为l

  根据机械能守恒定律,有mg(l-lcos)=mv2 (2分)

  在最低点,有T-mg=m,(2分)

  T=mg+2mg(1-cos),

  代人数值解得T=0.28(N)

  由牛顿第三定律可知:小球对细线的最大拉力为0.28 N (2分)


练习册系列答案
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某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz.

(1)实验的部分步骤如下:

①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线跨过定滑轮连接小车和钩码;

②将小车停在打点计时器附近,先         ,再         ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点,         

③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。

(2)如图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置.

(3)在上述的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统,                做正功,

        做负功.

(4)实验小组根据实验数据绘出了图中的图线(其中Δv2=v2-v20),根据图线可获得的结论是                                                  .要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和                 

表1纸带的测量结果

测量点

S/cm

v/(m·s-1)

0

0.00

0.35

A

1.51

0.40

B

3.20

0.45

C

   

  

D

7.15

0.54

E

9.41

0.60

 

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