Question

求高一物理题详细解答？？

如下图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R = 0.3 m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L = 2 m ，θ=60°，小球质量为m = 0.5 kg ，D点与小孔A的水平距离s=2 m ，g取10 m/s2 。试求：（1）求摆线能承受的最大拉力为多大？
（2）要使摆球能经过圆轨道的最高点而不脱离轨道，则粗糙水平面的动摩擦因数μ不能超过多少。

Answer 1

授人以鱼不如授人以渔。楼主，我告诉你思想你自己做吧。
（1）小球摆到最下面D的时候受两个力：分别是线的拉力和自身重力，因为其到最下面一点才段落，我们把D点成为线的受力强度临界点。下面分析线D点时候受力：①线受球重力；②因为线还给球一个向心力，故受到球的反作用力F=(v^2/R)*m.......................因为线刚好在D点断了，所以受力极限强度=①+②，楼主小球到D点的速度自己用能量守恒（机械能守恒）算吧。
（2）若刚好不脱轨，我们就分析一下小球在最上方那点的受力状态，小球的重力完全提供向心力，并且不受轨道作用。于是得①（v^2/R）*m=mg。①式中我们求得v、从而得到在最上方的能量E（动能和势能）。下面只需要让球在D点的能量-平轨道上被消耗的能量=E即可。摩擦系数决定着消耗能量的多少，据此求摩擦系数。

Answer 2

解：设小球经过D点时速度为v，经过圆形轨道最高点时速度为u，小球起始高度易知为1m，则mgh=mv^2)/2，又向心力为F=mv^2)/l，联立方程知F=5N，若小球经过最高点而不脱落，那么他的向心力全部由重力提供，由动能定理知mgh-μmgs=2mgr，解方程知μ=0,2，因此摩擦因数最大取0.2。

Answer 3

（1）用动能定理小球做的总工为（l-cosl）mg=1/2mVd方 求出Vd 用向心力公式 f最大=m求Vd方/l即可 （2）光滑弧道 记无摩擦力所以 最高点时 mg=mv最高方/r 求出v最高 根据动能定理 小球做功为mg2r=1/2mva方（这个取的是极限法）也就是小球刚好过最高点时在a点的速度 是va 所以小球在a点的速度大于等于va 根据动能定理小球在水平面上 设摩擦系数为u 则 mgus=1/2mva方-1/2mvd方（vd刚刚求出了） 的到的u根据va的速度大小关系就可以直到了 va的大小关系求出即可（代数就行了）