如图所示的圆锥摆实验中,已知小球质量为0.1kg,摆长l=50cm,摆角a=37°.试求:(1)小球受到摆线的拉力;(2)小球的线速度大小υ;(3)若小球在运动中,细绳突然断开,小球将落向-物理

题目简介

如图所示的圆锥摆实验中,已知小球质量为0.1kg,摆长l=50cm,摆角a=37°.试求:(1)小球受到摆线的拉力;(2)小球的线速度大小υ;(3)若小球在运动中,细绳突然断开,小球将落向-物理

题目详情

如图所示的圆锥摆实验中,已知小球质量为0.1kg,摆长l=50cm,摆角a=37°.试求:
(1)小球受到摆线的拉力;
(2)小球的线速度大小υ;
(3)若小球在运动中,细绳突然断开,小球将落向地面,已知悬点O离地面的高为0.8m,则小球落地点到悬点O的水平距离多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)小球做匀速圆周运动,合力指向圆心,对小球受力分析,受重力和拉力,如图所示;

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根据平行四边形定则,有:
class="stub"mg
T
=cos37°

F合=mgtan37°
解得:
T=class="stub"5
4
mg
=1.25N;
F合=class="stub"3
4
mg
=0.75N;
(2)合力提供向心力,故
F合=m
v2
R

解得:v=
FR
m
=
class="stub"0.75×0.5
0.1
m/s=
15
2
m/s≈
1.94m/s;
(3)细绳突然断开,小球沿着圆弧切线飞出做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式,有:
h=class="stub"1
2
gt2

x=vt
解得
x=v
class="stub"2h
g
=
15
5
m

(3)小球落地点到悬点O的水平距离为:S=
l2+x2
=
0.25+class="stub"3
5
=
0.85
m≈0.92m

答:(1)小球受到摆线的拉力为0.75N;
(2)小球的线速度大小υ为
15
5
m/s

(3)小球落地点到悬点O的水平距离约为0.92m.

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