题文
一质量为m=1kg的小球系于长为L=0.8m的轻绳一端,绳的另一端系于离地高为H=2m处的O点,将小球拉到A点使绳恰水平拉直,并使小球以竖直向下的初速度v0=3m/s开始运动,空气阻力不计,以地面为零势能面,重力加速度为g=10m/s2.
(1)求小球位于A点处所具有的机械能E0;
(2)在图中作出小球摆到B位置时的受力示意图;
(3)小球经过B点后绳子断裂(不考虑绳子断裂时的能量损失),求小球落到地面时的速度大小vC.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)机械能等于此位置的重力势能加上动能
则有:E0=mgH+12mv02=(1×10×2+12×1×32)J=24.5J,
(2)小球摆到B位置时只受重力和绳子的拉力,如图所示:

(3)小球在整个过程中只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:
E0=12mvC2,
解得:vC=7m/s.
答:(1)求小球位于A点处所具有的机械能E0为24.5J;
(2)小球摆到B位置时的受力示意图如图所示;
(3)小球落到地面时的速度大小vC为7m/s.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“一质量为m=1kg的小球系于长为L=0......”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





