问题详情:
如图所示,一个质量为m的小球被AO、BO两根细绳系住,BO绳为水平状态,AO绳与竖直方向的夹角为θ,此时AO绳对小球的拉力大小为T1.烧断BO绳后,小球摆动,当小球再次摆回到图中位置时AO绳对小球的拉力大小为T2.求:
(1)T1与T2的比值.
(2)烧断BO绳后,小球通过最低点时,AO绳对小球的拉力大小T3.
【回答】
(1)烧断BO绳前,根据物体平衡条件,有:T1=.
小球再次摆回到图中位置时,小球速度为零,向心力为零,则:T2=mgcosθ
所以T1与T2的比值为:=cos2θ
(2)设小球通过最低点时速度大小为v,AO绳长度为L.根据机械能守恒定律,有:mgL(1﹣cosθ)=mv2
根据牛顿第二定律,有:T3﹣mg=m
所以AO绳对小球的拉力大小为:T3=mg(3﹣2cosθ)
答:(1)T1与T2的比值为cos2θ.
(2)AO绳对小球的拉力大小为mg(3﹣2cosθ).
知识点:共点力的平衡
题型:计算题