题目内容
用长L=0.5米的细绳,一端拴一质量m=1千克的小球,另一端固定在离水平桌高h=0.3米的O点上,使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动(如图所示)。
(1)如果运动速率v=1.2米/秒,求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力;
(2)为使小球不离开桌面做圆周运动,它的速率不能超过多大?
(1)如果运动速率v=1.2米/秒,求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力;
(2)为使小球不离开桌面做圆周运动,它的速率不能超过多大?
解:(1)设绳子对球的拉力为T,桌面对球的支持力为Fn,对球进行受力分析有:
竖直方向:
①
水平方向:
②
由几何关系:
③
联立①②③三式解得T=4.5N,Fn=7.3N 由牛顿第三定律,球对桌面的压力:
(2)当球刚要离开桌面时临界条件Fn=0,此时球有最大速度。
竖直方向:
⑤
水平方向:
⑥
联立⑤⑥两式解得
。
竖直方向:
水平方向:
由几何关系:
联立①②③三式解得T=4.5N,Fn=7.3N 由牛顿第三定律,球对桌面的压力:
(2)当球刚要离开桌面时临界条件Fn=0,此时球有最大速度。
竖直方向:
水平方向:
联立⑤⑥两式解得
练习册系列答案
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某学校的物理实验兴趣小组利用单摆和一个深度未知的小筒设计了如下实验来测量当地的重力加速度及小筒深度。将组装好的单摆竖直悬挂于开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图甲所示,用毫米刻度尺测出筒外悬线的长度l,然后将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,单摆振动过程中悬线不能碰到筒壁,并通过改变l而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴.l为横轴作出函数关系图象,那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
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(1)在这个实验中,应该选用下列哪些材料组成单摆( )
| A.长约1米的细线 |
| B.长约1米的细铁丝 |
| C.长约1米的橡皮条 |
| D.长约0.2米的细丝线 |
F.直径约为5厘米的泡沫塑料球
G.直径约为1厘米的钢球
H.直径约为1厘米的塑料球
(2)如果实验中所得到的T2—l关系图象如图乙所示,那么真正的图象应该是a、b、c中的_____;
(3)由图象可知,小筒的深度h = ________m;当地g = _____________m / s2。(g值保留3位有效数字)
(4)请你帮助该实验小组分析一下,g值偏小的主要原因是_______________________。