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物理题,详解,谢谢

答案:2  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-03-09 15:36
如图所示,长为l的绳子下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上。问: (1)当球以 根号下g/L 作圆锥摆运动时,绳子张力T为多大?桌面受到压力N为多大? (2)当球以 根号下4g/L 作圆锥摆运动时,绳子张力及桌面受到压力各为多少?
最佳答案
.(1) FT1=mg; FN1= 1/2 mg. FT2=4mg; FN2=0. [当ω= √(g/l)时, 小球受三个力作用,拉力FT1、重力mg及桌面支持力FN,其合力充当向心力;当ω增大时FN减小,当ω= √(4g/ l)时, FN恰为零,小球仅受拉力FT2和重力mg作用.]

把FT1分解成竖直向上力F1=FT1cos60=1/2FT1,则1/2FT1+FN1=mg,
和水平方向力F2=FT1sin60=F向=mw^2R=mgsin60,得FT1=mg
代入1/2FT1+FN1=mg,得FN1=1/2mg
(2)同理
FT2sin60=F向=mw^2R=4mgsin60,得FT2=4mg
代入1/2FT2+FN2=mg,得FN2=-mg表示方向向下,所以就没有了对桌面的压力,FN2=0
全部回答
以竖直向下为正方向。
将物体甲的运动分解为水平方向的匀速直线运动(初速度v1,加速度0)和竖直方向上的匀加速直线运动(即自由落体运动,初速度v0,加速度g),物体乙的运动为竖直方向上的匀加速直线运动(初速度-v2,加速度g)。
显然二者在空中相遇的必要条件为物体甲在水平方向上位移为s,故从抛出到相遇所用时间t=s/v1……(1);
在这段时间内从竖直方向上看,有物体甲和物体乙的位移和为h,即(1/2)gt^2-[(-v2)t+(1/2)gt^2]=h,整理得v2t=h……(2);
由(2)解得t=h/v2,a对;
物体乙的上升过程即其速度<0的过程,由-v2+gt<0,得t<v2/g,与(1)联立得v2>sg/v1=根号gh ,b对;
物体乙的下降过程即其速度>0的过程,由-v2+gt>0,得t>v2/g,与(1)联立得v2<sg/v1=根号gh ,c错;
相遇点离地面高度为h/2,则物体甲下降了h/2,即(1/2)gt^2=h/2,与(2)联立得v2=根号gh ,d对。
所以此题应该选abd

看了楼上的解答也很有道理,事实上对于c项,正确的应该是:
若要在物体乙下降过程中相遇,必须使s/v1=h/v2,根号(gh/2)<v2<根号gh
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