某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/13 03:55:36
某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自身获得足够大的速度后再平抛到山涧对面,如图所示,若他的质量是M,所用绳长为L,在摆到最低点B处时的速度为v,离地高度为h,当地重力加速度为g.
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/23/c231143ece8044b14693f71ced97f70b.jpg)
(1)他用的绳子能承受的最大拉力应不小于多少?
(2)这道山涧的宽度不超过多大?
(3)若该同学是从某高处A点无初速度下摆的,则下摆时绳子倾角θ为多大?
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/23/c231143ece8044b14693f71ced97f70b.jpg)
(1)他用的绳子能承受的最大拉力应不小于多少?
(2)这道山涧的宽度不超过多大?
(3)若该同学是从某高处A点无初速度下摆的,则下摆时绳子倾角θ为多大?
![某实验中学的学习小组在进行科学探测时,一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧,他先用绳索做了一个单摆(秋千),通过摆动,使自](/uploads/image/z/4360669-61-9.jpg?t=%E6%9F%90%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E4%B8%AD%E5%AD%A6%E7%9A%84%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E5%B0%8F%E7%BB%84%E5%9C%A8%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E7%A7%91%E5%AD%A6%E6%8E%A2%E6%B5%8B%E6%97%B6%EF%BC%8C%E4%B8%80%E4%BD%8D%E5%90%8C%E5%AD%A6%E5%88%A9%E7%94%A8%E7%BB%B3%E7%B4%A2%E9%A1%BA%E5%88%A9%E8%B7%A8%E8%B6%8A%E4%BA%86%E4%B8%80%E9%81%93%E5%B1%B1%E6%B6%A7%EF%BC%8C%E4%BB%96%E5%85%88%E7%94%A8%E7%BB%B3%E7%B4%A2%E5%81%9A%E4%BA%86%E4%B8%80%E4%B8%AA%E5%8D%95%E6%91%86%EF%BC%88%E7%A7%8B%E5%8D%83%EF%BC%89%EF%BC%8C%E9%80%9A%E8%BF%87%E6%91%86%E5%8A%A8%EF%BC%8C%E4%BD%BF%E8%87%AA)
(1)该同学在B处,由牛顿第二定律得,
F-Mg=M
v2
L
解得F=Mg+M
v2
L.
即他用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L.
(2)该同学做平抛运动的过程中由运动学公式得,水平方向上有:x=vt
竖直方向上有h=
1
2gt2
解得x=v
2h
g,即这道山涧的宽度不超过v
2h
g.
(3)对该同学从A处下摆到B处的过程由动能定理得,
Mg(L−Lcosθ)=
1
2Mv2−0
解得θ=arccos(1−
v2
2gL).
答:(1)用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L.
(2)这道山涧的宽度不超过v
2h
g.
(3)下摆时绳子倾角θ为θ=arccos(1−
v2
2gL).
F-Mg=M
v2
L
解得F=Mg+M
v2
L.
即他用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L.
(2)该同学做平抛运动的过程中由运动学公式得,水平方向上有:x=vt
竖直方向上有h=
1
2gt2
解得x=v
2h
g,即这道山涧的宽度不超过v
2h
g.
(3)对该同学从A处下摆到B处的过程由动能定理得,
Mg(L−Lcosθ)=
1
2Mv2−0
解得θ=arccos(1−
v2
2gL).
答:(1)用的绳子能承受的最大拉力应不小于Mg+M
v2
L.
(2)这道山涧的宽度不超过v
2h
g.
(3)下摆时绳子倾角θ为θ=arccos(1−
v2
2gL).
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