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    小明跟着爸爸荡秋千的情景如图所示．设摆绳长为3m，悬点在横梁上，小明连同底板质量共为60kg．开始时小明在爸爸的外力作用下使摆绳与竖直方向成37°角处于静止状态．某时刻爸爸放手让秋千由静止开始摆动，假设摆动过程中，小明与底板始终没有相对运动．当他运动到最低点时摆线拉力共为780N．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）小明爸爸施加的最小外力；
    （2）取悬点处为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能；
    （3）通过计算说明秋千第一次摆到另一侧的最大偏角与37°的关系．
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    （1）如图所示，当外力与摆绳垂直时最小．Fmin=mgsin37°=360N
    （2）Ep=-mglcos37°=-1440J
    （3）设小明第一次向下摆动过程中，动能的变化量为△EK，重力势能的变化量为△EGP
    小明在最低点时，由牛顿第二定律得：
        F-mg=m
    υ2
    l

    解得υ=3m/s
    经过最低点，小明与底板的动能为EK=
    1
    2
    mυ2=270J
    小明与底板重力势能的减小量为△EGp=360J，则有△EGP＞△EK
    说明小明在向下摆动过程中机械能减少，秋千第一次摆到另一侧的最大偏角小于37°．
    答：
    （1）小明爸爸施加的最小外力是360N；
    （2）取悬点处为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能是-1440J；
    （3）秋千第一次摆到另一侧的最大偏角小于37°．
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    （1）小明爸爸施加的最小外力；
    （2）取悬点处为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能；
    （3）通过计算说明秋千第一次摆到另一侧的最大偏角与37°的关系．

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    1.秋千静止时，小明爸爸施加的最小外力；

    2.取最低点为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能；

    3.通过计算说明秋千第一次摆到另一侧与竖直方向的最大偏角是否能达到37°?

     

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    科目：高中物理 来源：2011年江西省南昌市高三12月调研物理卷 题型：计算题

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    【小题1】秋千静止时，小明爸爸施加的最小外力；
    【小题2】取最低点为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能；
    【小题3】通过计算说明秋千第一次摆到另一侧与竖直方向的最大偏角是否能达到37°?

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    科目：高中物理 来源：2011年江西省南昌市高三12月调研物理卷 题型：计算题

    小明跟着爸爸荡秋千的情景如图13所示。设摆绳长为3m，悬点在横梁上，小明连同底板质量共为50kg。开始时小明在爸爸的外力作用下使摆绳与竖直方向成37°角处于静止状态.某时刻爸爸放手让秋千由静止开始摆动，假设摆动过程中，小明和底板可看成质点。当他运动到最低点时摆线拉力共为650N。取g=10m／s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：

    1.秋千静止时，小明爸爸施加的最小外力；

    2.取最低点为零势能参考平面，放手前小明及底板的重力势能；

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