Question

高一必修二物理 机械能守恒题

如图所示,小球质量为m,用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ＜90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小球又回到最低点时,细绳上张力的大小.

请详解第一问和第二问

Answer 1

设小球悬垂时的高度为零，上升高度为h，且不计空气阻力
(1)根据能量守恒定律：m*g*h=f*l*sinθ+m*g*l(1-cosθ)
于是：h=l*(f*sinθ+m*g*(1-cosθ))/m*g
(2)最低点时势能为零，速度为v，细绳张力为F，于是：
1/2*m*v²=f*l*sinθ+m*g*l(1-cosθ)
F=m*v²/l
由以上得出：F=2*(f*sinθ+m*g*(1-cosθ))

Answer 2

1.F作用距离为l*sinΘ，F 作功大小为fl*sinΘ，当小球上升到最高处动能为0，即F作的功全部转化为势能fl*sinΘ＝mgΔh 解得Δh即为最大高度
2.由能量守衡回到最低点时，Δh的势能全部转化为动能，列方程有mgΔh＝0.5mv方，小球做圆周运动最低点向心力f＝mv方/l ，绳的拉力为mg＋f。
一年没解出物理了，不知我记的知识有没有问题，手机回答的，有些符号不会打

Answer 3

设小球悬垂时的高度为零，上升最大高度为h，且不计空气阻力
(1)根据功能关系可知：F对小球做功转化为小球的重力势能：即F*l*sinθ=mgh。得h =(F*l*sinθ)/mg
(2)由机械能守恒可知：回到最低点时，小球在高h处的势能全部转化为动能，即mgh＝0.5mv2，小球做圆周运动最低点向心力T--mg＝mv2/l
绳的拉力为T=mg+2Fsinθ

Answer 4

（1）细绳拉力不做功，仅F做功，物体动能不变，故F做功都转化为势能：Flsinθ=mgh即可解出第一问。
（2）回到最低点后，重力势能又转化为动能：mgh=1/2mv2,可求出速度，然后就是一道圆周运动的问题了，细线拉力减去小球重力提供向心力：mv2/l=F绳-mg即可求出F绳。

Answer 5

分析：小球由原位置缓慢拉到末位置的过程中，球在任意一位置均可看做处于平衡状态，由平衡条件可得F=mgtana（不知内个符号怎么打，暂且叫a），可见，随着a角的增大，F也在增大，而变力的功是不能简单用=Flcosa解得，应从功和能的关系的角度来求解
小球受重力，水平拉力，绳子拉力的作用，其中绳子拉力对小球不做功，水平拉力对小球做的功设为W，小球克服重力做的功为mgl（1-cosa），小球很缓慢移动时可认为动能始终为0(极限思想，用的很广泛)，由动能定理可得W=mgl（1-cosa），第二问张力就好求了，直接用能量守恒，动能全部转化为重力势能，列方程，求出V，再吧V带到FN=MV2/R+mg中，求出

Answer 6

1 F做功，物体动能不变，故F做功都转化为势能：Flsinθ=mgh即可解出第一问。
2 回到最低点后，重力势能又转化为动能：mgh=1/2mv2,可求出速度，然后就是一道圆周运动的问题了，细线拉力减去小球重力提供向心力：mv2/l=F绳-mg即可求出F绳上的张力。