如圖所示,質(zhì)量為m的小球,用輕軟繩系在邊長(zhǎng)為a的正方形截面木柱的邊A處(木柱水平放置,圖中畫(huà)斜線部分為其豎直橫截面),軟繩長(zhǎng)4a質(zhì)量不計(jì),它所承受的最大拉力為7mg,開(kāi)始繩呈水平狀態(tài)。若以豎直向下的初速度拋出小球,為使繩能繞在木柱上,且小球始終沿圓弧運(yùn)動(dòng),最后擊中A點(diǎn),求拋出小球初速度的最大值和最小值(空氣阻力不計(jì),過(guò)程中無(wú)能量損失)。
解:小球依次繞A、B、C、D各點(diǎn)做半徑不同的圓周運(yùn)動(dòng),其速率大小
可由能量關(guān)系確定,小球運(yùn)動(dòng)到如圖所示的各位置處時(shí)的速率分別記為vi,小球剛要到達(dá)和剛要離開(kāi)如圖所示的各位置處時(shí)線中張力大小分別記為T(mén)i和T'i

于是由相關(guān)規(guī)律依次可得從A到B的過(guò)程有
 


從B到C的過(guò)程有
 
從C到D的過(guò)程有
 
從D到A的過(guò)程有
 

考慮到各個(gè)Ti和T'i均不應(yīng)小于零,于是可知各狀態(tài)下繩的拉力中T'1,最大,T3最小,
由此可得:當(dāng)初速度取得最大和最小值時(shí)應(yīng)有 T'1=7mg,T3=0
因此解得初速度的最大值和最小值分別為
 
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為M的斜面放置于水平面上,其上有質(zhì)量為m的小物塊,各接觸面均無(wú)摩擦力,第一次將水平力F1加在M上,第二次將F2加在m上,兩次都要求m與M不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則F1與F2的比為( 。

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如圖所示,質(zhì)量為m的小球,距水平面高為2m時(shí),速度的大小為4m/s,方向豎直向下,若球的運(yùn)動(dòng)中空氣阻力的大小等于重力的0.1倍,與地面相碰的過(guò)程中不損失機(jī)械能,求:
(1)小球與地面相碰后上升的最大高度;
(2)小球從2m處開(kāi)始到停下通過(guò)的路程?(取g=10m/s2.)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速下落,加速度大小為
g
3
,則下落至A點(diǎn)下方h處的B點(diǎn)時(shí)(以地面為參考面)(  )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量為M的人通過(guò)定滑輪將質(zhì)量為m的重物以加速度a上提,重物上升過(guò)程,人保持靜止.若繩與豎直方向夾角為θ,求:
(1)繩子對(duì)重物的拉力多大?
(2)人對(duì)地面的壓力?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物塊靜止在水平地面上,其斜面的傾角為θ.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,楔形物塊始終保持靜止,則( 。
A、地面對(duì)楔形物塊的支持力為(M+m)gB、地面對(duì)楔形物塊的摩擦力為零C、楔形物塊對(duì)小物塊摩擦力可能為零D、小物塊一定受到四個(gè)力作用

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