如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),小球在豎直平面內(nèi)做逆時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力.已知某次小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)傳感器測(cè)得輕繩拉力T和豎直方向OP的夾角θ的關(guān)系滿(mǎn)足T=b+bcosθ,b為已知的常數(shù),當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.則由此可知小球的質(zhì)量為( 。
分析:分別求出當(dāng)θ=0°和180°時(shí)繩子的拉力,再根據(jù)向心力公式及動(dòng)能定理列式即可求解.
解答:解:當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí),θ=0°,此時(shí)繩子的拉力T1=2b
根據(jù)向心力公式有:
2b-mg=m
v12
L
  ①
當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí),θ=180°,此時(shí)繩子的拉力T2=0
根據(jù)向心力公式有:
mg=m
v22
L
  ②
從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理得:
1
2
mv22
-
1
2
mv12
=2mgL  ③
由①②③解得:m=
b
3g

故選A
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了向心力公式及動(dòng)能定理的應(yīng)用,要求同學(xué)們能找出向心力的來(lái)源,難度適中.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2004?天津模擬)如圖所示,長(zhǎng)為l的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)軸O,桿可在豎直平面內(nèi)繞轉(zhuǎn)軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng).已知小球通過(guò)最低點(diǎn)Q時(shí),速度大小為v=2
gl
,則小球的運(yùn)動(dòng)情況為( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑水平軸上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)小球在過(guò)最高點(diǎn)A點(diǎn)的速度v,下列敘述中正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn),另一端系一個(gè)小球.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),P是圓周軌道最高點(diǎn),Q是軌道最低點(diǎn).已知重力加速度為g.若小球剛好能夠通過(guò)最高點(diǎn)P,則以下判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿兩端各連一個(gè)質(zhì)量均為m的小球(半徑可以忽略不計(jì)),以它們的中點(diǎn)為軸,在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)=2π
L
g

求:它們通過(guò)豎直位置時(shí),上、下兩球分別受到桿的作用力,并說(shuō)明是支持力還是拉力.

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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,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)軸O,現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),P為圓周的最高點(diǎn),若小球通過(guò)圓周軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
9
2
gL
,忽略摩擦阻力和空氣阻力,則以下判斷正確的是( 。
A、小球不能到達(dá)P點(diǎn)
B、小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大于
gL
C、小球能到達(dá)P點(diǎn),且在P點(diǎn)受到輕桿向下的拉力
D、小球能到達(dá)P點(diǎn),且在P點(diǎn)受到輕桿向上的支持力

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