高一圆周运动的题目

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/21 16:58:23
质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水,用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,水杯通过最高点的速度为4m/s,则在最低点时,绳的拉力为多少?
答案是63N哦,我不会算哎~

这道题不难,用能量守恒就可以解。

解:

取最低点为0势面

∵水杯通过最高点的速度为4m/s,

即具有的动能为Ek=1/2mV²

且转动半径为1m。

则最高点具有的重力势能为Ep=2mgR

当运动到最低点时,重力势能全部转换为动能

∴1/2mV²+2mgR=1/2mV´²

由F=mV´²/R

∴绳子的拉力T=F+mg=99N

绳的拉力为99N。

机械能守恒,最低点的速度V=3根号2,拉力F=G+MV^2/R=15+67.5=82.5N

mg2L+mV1^2/2=mV2^2/2 (机械能守恒)
F-mg=mV2^2/L
F=99N

55555555算术老出错,呵呵

首先要对物体进行受力分析:物体只受重力 绳子的拉力 其他没有了吧?

因为只有保守力做功(也就是重力和拉力做功)
所以我们用机械能守恒比较快

我们把零势能点设在最低点
于是我们有:mgh+0.5mv'^2=0.5mv^2
我们得到0.5mv^2=mgh+0.5mv'^2得到v^2=48(m/s)^2
(注意此时的高度是圆的直径)

然后因为最低点F的方向竖直向上 mg的方向竖直向下
根据牛顿第二定律 列式得:F-mg=mv^2/r
可以求得F=29N