物理题:长为l的轻绳一端悬于O点,另一端拴一质量为m的小球,把球拉至最高点A,
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/17 21:54:56
解题思路:首先看小球在最高点出去的那一瞬间绳是否处于拉升状态,也就是研究小球接下来做圆周运动还是先做平抛运动,然后具体分析。
最高点处:小球作圆周运动所需的加速度a=v^2/r=g.故小球接下来做圆周运动。(若初速度太小则导致小球做平抛运动,这点很好理解)
求最低点速度vc:有很多种解题方法,最简单的应该是能量守恒(机械能守恒):
最高点机械能:1/2m*v^2+mg*(2l)(取最低点为0势能点)
最低点机械能:1/2m*vc^2
由机械能守恒:1/2m*v^2+mg*(2l)=1/2m*vc^2
推出vc=根号下(9gl/2)。
说明:若初速小于v,则必须分两步讨论,1、平抛运动;2、圆周运动。且两个状态转化时有能量损失,即沿绳的方向的速度突变为0.
重点分析运动轨迹的三个点1、最高点2、和圆心在同一水平线上的点3、最低点。
刚抛出时小球做平抛运动。求一下做平抛运动下降距离为l时,它的水平位移,即验证一下,能否经过2点。竖直方向自由落体 l=1/2gt2,求得时间t=根号下2gl 水平方向做匀速直线运动 x=vt=l 所以从2点开始物体开始做圆周运动。由于绳的作用在经过2 点后,小球的水平速度变为0,速度变成竖直向下。
再往后运动就是圆周运动了,利用机械能守恒(或动能定理)求最低点的速度
mgl=1/2mv2-1/2m(2gl) 所以求得速度v=2根号下gl。最后最低点受力分析
T-mg=m*v2/l 所以T=5mg
以V=根号下(gl/2)的水平速度推出,物体肯定没有完成完整的圆周运动,V=根号下(gl)才能是圆周运动。
该物体首先是平抛运动,如果不考虑绳子因发生弹性形变损失的机械能,那么:
可以根据能量守恒,到最低点时候球下降的重力势能+球初始动能=最低点时球的动能:mgl/2+2mgl=mV^2可得V=根号下(5gl/2)
可以根据能量守恒,到最低点时候球下降的重力势能+球初始动能=最低点时球的动能:mgl/2+2mgl=mV^2可得V=根号下(5gl/2)