题目内容
4.(1)两钉子间的距离d
(2)t=14s时细绳拉力的大小
(3)细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔.
分析 (1)根据拉力提供向心力,结合图线,通过拉力的变化得出转动半径的变化,从而得出两钉子间的距离d.
(2)抓住转动的线速度不变,结合半径的变化得出每一个半圈的时间,从而确定出t=14s时转动的半径,结合拉力提供向心力,通过比较得出拉力的大小.
(3)抓住每转动半圈,绳长少$\frac{1}{6}l$,则时间少$\frac{1}{6}t$,确定出细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔.
解答 解:(1)0-6s内,绳子的拉力不变,${F}_{1}=m\frac{{v}^{2}}{l}$,
6-10s内拉力大小不变,${F}_{2}=m\frac{{v}^{2}}{{l}_{1}}$,
因为${F}_{2}=\frac{6}{5}{F}_{1}$,则${l}_{1}=\frac{5}{6}l$,
可知两钉子间的距离d=$l-{l}_{1}=\frac{1}{6}l$.
(2)第一个半圈经历的时间为6s,则${t}_{1}=\frac{πl}{v}=6s$
则第二个半圈的时间${t}_{2}=\frac{πl′}{v}=\frac{5}{6}{t}_{1}=5s$,
小球转第三个半圈的时间${t}_{3}=\frac{π{l}_{2}}{v}$=$\frac{2}{3}{t}_{1}=4s$,
则t=14s时,小球转动的半径r=$\frac{2}{3}l$,
细绳的拉力${F}_{3}=m\frac{{v}^{2}}{r}=\frac{3}{2}×\frac{m{v}^{2}}{l}=\frac{3}{2}×5N=7.5N$.
(3)由题意知,细绳每跟钉子碰撞一次,转动半圈的时间少$\frac{1}{6}t=1s$,
则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔△t═6-3×1=3s.
答:(1)两钉子间的距离d为$\frac{1}{6}l$;
(2)t=14s时细绳拉力的大小为7.5N;
(3)细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s.
点评 解决本题的关键知道绳子的拉力提供圆周运动的向心力,在跟钉子碰撞的过程中,小球的线速度大小不变,转动的半径每转动半圈变化一次.
| A. | 两质点的线速度vA=2vB | B. | 两轮转动的角速度相等 | ||
| C. | 小轮转动的角速度是大轮的2倍 | D. | 质点加速度aB=aC |
| A. | 在t=2s时的速度为6m/s | |
| B. | 在t=4s时的速度为11m/s | |
| C. | 这个物体运动的加速度为a=2.25m/s2 | |
| D. | 这个物体运动的初速度为v0=1.5m/s |
| A. | v的极小值为gl | |
| B. | v由零逐渐增大时,向心力也逐渐增大 | |
| C. | 当v由$\sqrt{gl}$逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大 | |
| D. | 当v由$\sqrt{gl}$逐渐减小时,杆对小球的弹力也逐渐减小 |
| A. | 匀速 | B. | 加速 | C. | 减速 | D. | 无法确定 |
| A. | 功率是描述力对物体做功多少的物理量 | |
| B. | 力做功时间越长,力的功率越小 | |
| C. | 由P=$\frac{W}{t}$知,功率等于单位时间内力做的功 | |
| D. | 由P=Fv知,力越大,做功越快 |