分析 (1)小球刚好通过最高点时,杆的拉力恰好为零,根据重力提供向心力,通过牛顿第二定律求出小球的速度.
(2)当小球的速度为3m/s时,根据牛顿第二定律列式求解即可.
(3)小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒求出小球通过最低点时的速度,再由牛顿第二定律求解杆对小球的作用力的大小.
解答 解:(1)当杆对小球没有作用力时,小球受到的重力作为向心力
mg=$m\frac{v^2}{l}$,
解得:v=$\sqrt{gl}$=$\sqrt{10×0.4}$m/s=2m/s;
(2)因为3m/s>2m/s,所以小球受到杆向下的拉力,
由牛顿第二定律得:F+mg=$m\frac{{v{′^2}}}{l}$,
解得:F=$m\frac{{v{′^2}}}{l}$-mg=3×($\frac{3^2}{0.4}$-10)N=37.5N
(3)小球从最高点运动到最低点的过程中,机械能守恒$\frac{1}{2}$mv高2+2mgl=$\frac{1}{2}$mv低2
由于小球恰能经过最高点,即v高=0,
得:v低=$\sqrt{{v_高}^2+4gl}$=$\sqrt{0+4×10×0.4}$=4m/s,
小球在最低点时,F′-mg=$m\frac{v_低^2}{l}$
解得:F′=$m\frac{v_低^2}{l}$+mg=3×($\frac{{4}^{2}}{0.4}$+10)N=150N;
答:(1)当杆对小球没有作用力时,小球的速度为2m/s.
(2)当小球的速度为3m/s时,小球受到杆的拉力,力为37.5N.
(3)杆对小球的作用力的大小为150N.
点评 解决本题的关键搞清小球做圆周运动的向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 根据爱因斯坦质能方程,物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系 | |
B. | 核反应方程 ${\;}_{92}^{238}$U→${\;}_{90}^{234}$Th+${\;}_{2}^{4}$He 属于裂变 | |
C. | 中子与质子结合成氘核的过程中需要放出能量 | |
D. | β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 | |
E. | 氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论可知氢原子的电势能减少,核外电子的运动的加速度增大 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 大头针填充了水内分子间的空隙 | |
B. | 水面凸起,说明了玻璃这时不能被水浸润 | |
C. | 水的表面张力在起作用 | |
D. | 水分子进入了大头针内的空隙 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若其质量加倍,则轨道半径也要加倍 | |
B. | 它在北京上空运行,故可用于我国的电视广播 | |
C. | 它运行的角速度与地球自转角速度相同 | |
D. | 它以第一宇宙速度运行 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 若传送带逆时针方向运行且v=3m/s,则物体m也能滑过B点,达到地面上的C点左侧 | |
B. | 若传送带逆时针方向运行且v=2m/s,则物体m也能滑过B点,到达地面上的C点 | |
C. | 若传送带顺时针方向运动,则当传送带速度v>2m/s时,物体m到达地面上C点的右侧 | |
D. | 若传送带顺时针方向运动,则当传送带速度v<2m/s时,物体m也可能到达地面上C |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com