Question

【題目】如圖所示，質量為m=0.1kg的小球，用長l=0.4m的細線與固定在圓心處的力傳感器相連，小球和傳感器的大小均忽略不計。當在最低點A處給小球6m/s的初速度時，恰能運動至最高點B，空氣阻力大小恒定。（g=10m/s2）求：

（1）小球在A處時傳感器的示數

（2）小球從A點運動至B點過程中克服空氣阻力做的功

（3）小球在A點以不同的初速度開始運動，當運動至B點時傳感器會顯示出相應的讀數F，試通過計算在坐標系中作出圖象。

Answer 1

【答案】（1）F=10N（2）克服空氣阻力做功0.8J；

（3）

【解析】試題分析：（1）小球做圓周運動，由牛頓第二定律可以求出傳感器的示數；（2）小球恰好到達B點，重力提高向心力，由牛頓第二定律可以求出小球到達B點的速度，然后由動能定理求出從A到B過程中空氣阻力做的功；（3）應用動能定理求出小球到達B點的速度，由牛頓第二定律求出在B點繩子拉力，然后作出圖象．

(1) 在A點，由得：

(2) 由得：

小球從A到B過程中，根據動能定理：

得到

所以

(3)小球從A到B過程中，根據動能定理：

小球在最高點

兩式聯(lián)立得： ，圖象（如圖所示）