题目内容
17.一质量为m的小球连接在质量可忽略的不可伸长的柔软细线上,将细线的另一端与一竖直的光滑细圆杆的顶端相连接,并将细线绕紧在杆顶上,直至小球与圆杆相碰,此时放开小球,细线开始反向旋转释放,求细线释放完后杆与细线的夹角θ.分析 圆杆相当细,可以近似地认为细线释放时小球做圆周运动,由能量守恒定律和牛顿第二定律列式联立求解.
解答 解:由于圆杆相当细,可以近似地认为细线释放时小球做圆周运动,设线长为L,当细线释放完后,杆与细线的夹角为θ,
则由能量守恒定律可得:mgLcosθ=$\frac{1}{2}$mv2
重力和线张力的合力指向圆心,成为向心力,因此有mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,r=Lsinθ
解得:mgtanθ=$\sqrt{2}$,即:θ=arctan$\sqrt{2}$.
答:细线释放完后杆与细线的夹角arctan$\sqrt{2}$.
点评 本题考查了能量守恒定律在实际中的应用,解题时注意放开小球后,细线反向旋转,可近似地看成小球做圆周运动,再结合能量守恒可得.
练习册系列答案
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8.
如图所示为远距离输电的原理图,各变压器均为理想变压器,己知升压变压器的原线圈的匝数n2可通过滑片P改变,现保待升压变压器原线圈的电压和输送功率不变,现仅使n1的匝数变为原来的十分之一,则下列说法正确的是( )
| A. | 输电线上的功率损失变为原来的百分之一 | |
| B. | 输电线上的电压损失变为原来的百分之一 | |
| C. | 用户得到的电压高于原来电压的十倍 | |
| D. | 用户得到的功率变为原来的十倍 |
9.
空间有两平行的长直导线A、B,其中导线A中的电流为I,导线B中的电流为2I,其电流方向如图所示,经测量可得导线A所受的安培力大小为F,如果在空间平行地放置另一通电长直导线C,且三条导线正好是一正三棱柱的三条棱,经测量可得导线A所受的安培力大小仍为F,下列说法正确的是( )
| A. | 导线B所受的安培力大小为$\sqrt{2}$F | B. | 导线B所受的安培力大小为$\sqrt{7}$F | ||
| C. | 导线C所受的安培力大小为F | D. | 导线C所受的安培力大小为$\sqrt{2}$F |