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        1. 如下圖所示,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始擺下,擺到最低點D處,擺線剛好被拉斷,小球在粗糙的水平面上由D點向右做勻減速運動,到達(dá)A孔進入半徑R =" 0.3" m的豎直放置的光滑圓弧軌道,當(dāng)擺球進入圓軌道立即關(guān)閉A孔。已知擺線長L =" 2" m ,θ=60°,小球質(zhì)量為m =" 0.5" kg ,D點與小孔A的水平距離s="2" m ,g取10 m/s2 。試求:

          (1)求擺線能承受的最大拉力為多大?(,
          (2)要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍。

          (1)10N (2)0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125

          解析試題分析:(1)當(dāng)擺球由C到D運動機械能守恒: (2分)
          由牛頓第二定律可得: (1分)
          可得:Fm="2mg=10N" (1分)
          小球不脫圓軌道分兩種情況:
          ①要保證小球能達(dá)到A孔,設(shè)小球到達(dá)A孔的速度恰好為零,
          由動能定理可得: (1分)
          可得:μ1="0.5" (1分)
          若進入A孔的速度較小,那么將會在圓心以下做等幅擺動,不脫離軌道。其臨界情況為到達(dá)圓心等高處速度為零,由機械能守恒可得:(1分)
          由動能定理可得:(1分)
          可求得:μ2=0.35(1分)
          ②若小球能過圓軌道的最高點則不會脫離軌道,在圓周的最高點由牛頓第二定律可得:
           (1分)
          由動能定理可得: (2分)
          解得:μ3="0.125" (1分)
          綜上所以摩擦因數(shù)μ的范圍為:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 (1分)
          考點:考查功能關(guān)系
          點評:本題難度中等,在利用動能定理求摩擦力做功時,s為路程,重力做功時,h為初末位置高度差

          練習(xí)冊系列答案
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          (1)求擺線能承受的最大拉力為多大?

          (2)要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)滋的范圍.

           

           

           

           

           

           

           

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          【小題1】求擺線能承受的最大拉力為多大?
          【小題2】要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍。

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          (1)求擺線能承受的最大拉力為多大?
          (2)要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍。

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          (1)求擺線能承受的最大拉力為多大?

          (2)要使擺球能進入圓軌道并且不脫離軌道,求粗糙水平面摩擦因數(shù)μ的范圍。

           

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