题目内容
如图,让摆球从图中的C位置由静止开始下摆,正好摆到悬点正下方D处时,线被拉断,紧接着,摆球恰好能沿光滑竖直放置的半圆形轨道内侧做圆周运动,已知摆线长l=2.0m,轨道半径R=2.0m,摆球质量m=0.5kg.不计空气阻力(g取10m/s2).
(1)求摆球在C点时与竖直方向的夹角θ和摆球落到D点时的速度;
(2)如仅在半圆形内侧轨道上E点下方
圆弧有摩擦,摆球到达最低点F的速度为6m/s,求摩擦力做的功.
(1)求摆球在C点时与竖直方向的夹角θ和摆球落到D点时的速度;
(2)如仅在半圆形内侧轨道上E点下方
| 1 |
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(1)在D点刚好不脱离半圆轨道,有:mg=m
得vD=2
m/s
从C点到D点机械能守恒,有:mgL(1-cosθ)=
mvD2
得θ=
(2)从D点到最低点,由动能定理得2mgR+W摩=
mv2-
mvD2
解得:W摩=-16J
答:(1)摆球在C点时与竖直方向的夹角θ=
和摆球落到D点时的速度vD=2
m/s;
(2)摩擦力做的功16J.
| vD2 |
| R |
得vD=2
| 5 |
从C点到D点机械能守恒,有:mgL(1-cosθ)=
| 1 |
| 2 |
得θ=
| π |
| 3 |
(2)从D点到最低点,由动能定理得2mgR+W摩=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得:W摩=-16J
答:(1)摆球在C点时与竖直方向的夹角θ=
| π |
| 3 |
| 5 |
(2)摩擦力做的功16J.
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