如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端拴一个重为G的钢球A,O点到球心距离为l,开始时球悬垂静止.现对球施加一个方向始终水平向右的力F,使球缓慢偏移,移动过程的每一时刻

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 力的合成/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端拴一个重为G的钢球 A,O点到球心距离为l,开始时球悬垂静止.现对球施加一个方向始终水平向右的力 F,使球缓慢偏移,移动过程的每一时刻,都可认为球处于平衡状态,F 从开始至增大到 2G过程中.
(l)求轻绳张力 T 的大小范围.
(2)画出轻绳张力 T 与
1
cosθ
的关系图象( θ为轻绳与竖直方向的夹角).
(3)求力 F 做多少功?
魔方格

◎ 答案

(1)当拉力F=0时,轻绳处于竖直方向,张力T1=G;
当水平拉力F=2G时,由平衡条件得轻绳张力 T2=

G2+(2G)2
=

5
G

故轻绳张力范围为:G≤F≤

5
G;
(2)球在各位置均处于平衡状态,由平衡条件得:
Tcosθ=G,即T=
G
cosθ

T与
1
cosθ
的关系如图

魔方格

(3)F做功使钢球的势能增加,故:WT=Gh=Gl(1-cosθ)=
(5-

5
)Gl
5

答:(l)轻绳张力 T 的大小范围为G≤F≤

5
G;
(2)轻绳张力 T 与
1
cosθ
的关系图象如图所示;
(3)力 F 做了
(5-

5
)Gl
5
的功.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端拴一个重为G的钢球A,O点到球心距离为l,开始时球悬垂静止.现对球施加一个方向始终水平向右的力F,使球缓慢偏移,移动过程的每一时刻…”主要考查了你对  【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【共点力的平衡】,【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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