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问题详情:
如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为=0. 60m的轻细绳,它的一端系住一质量为0.2kg的小球P,另一端固定在板上的O点。先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s。重力加速度g=l0
(1)求当平板的倾角固定为90º,小球经过运动轨迹的最低点时轻细绳中的拉力大小;
(2)当平板的倾角固定为α时,若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角α的值应在什么范围内?
【回答】
(1)小球由水平位置运动到竖直位置的过程中
根据动能定理 ........(2分)
在最低点,根据牛顿第二定律 ........(2分)
联立以上可得 ........(2分)
根据牛顿第三定律可知轻绳中的拉力大小为9N........(2分)
(2)小球要做圆周运动,在最高点
........(2分)
小球由水平位置运动到最高点,根据动能定理
........(2分)
联立以上两式可得 ........(2分)
小球能保持在板面内作圆周运动,倾角α的值为........(2分)
知识点:专题四 功和能
题型:综合题
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