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    如图4-1所示：摆球的质量为m，从偏离水平方向30°的位置由静释放，设绳子为理想轻绳，求小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少？


    解析:

      设悬线长为l，下球被释放后，先做自由落体运动，直到下落高度为h=2lsin，处于松驰状态的细绳被拉直为止。这时，小球的速度竖直向下，大小为。

    当绳被拉直时，在绳的冲力作用下，速度v的法向分量减为零（由于绳为理想绳子，能在瞬间产生的极大拉力使球的法向速度减小为零，相应的动能转化为绳的内能）；小球以切向分量开始作变速圆周运动到最低点，在绳子拉直后的过程中机械能守恒，有

     

    在最低点A，根据牛顿第二定律，有

    所以，绳的拉力 

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
    ①用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆球直径为
    2.06
    2.06
    cm．把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L．
    ②用秒表测量单摆的周期．当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=60时秒表的示数如图2所示，该单摆的周期是T=
    2.24
    2.24
    s（结果保留三位有效数字）．
    ③测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图象如图2，此图线斜率的物理意义是
    C
    C

    A．g     B．
    1
    g
          C．
    4π2
    g
          D.
    g
    4π2

    ④与重力加速度的真实值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能是
    D
    D

    A．振幅偏小  B．在单摆未悬挂之前先测定其摆长
    C．将摆线长当成了摆长  D．开始计时误记为n=1
    ⑤该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度．他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度△l，再测出其振动周期T2．用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=
    g=
    4π2△l
    T
    2
    1
    -
    T
    2
    2
    g=
    4π2△l
    T
    2
    1
    -
    T
    2
    2
    ．
    （2）（8分）有一个小灯泡上标有“4.8V  2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线．有下列器材可供选用：
    A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）　　  B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
    C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）   D．定值电阻R1=3kΩ     E．定值电阻R2=15kΩ           F．滑动变阻器R（10Ω，2A）  G．学生电源（直流6V，内阻不计）    H．开关、导线若干
    ①为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用
    A
    A
    ，定值电阻应选用
    D
    D
    ，从而改装电压表；
    ②为减小实验误差，并要求从零开始多测几组数据，请在图4的方框内画出满足实验要求的电路图；
    ③根据实验数据作出P-U2图象，下面的图4中四个图象中可能正确的是
    C
    C
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    有人说矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．
    （1）他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度L为800.0mm，用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图1所示，摆球的直径D为
    20.1
    20.1
    mm．他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“0”，直到摆球第N次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数如图2所示，读出所经历的时间t=
    54
    54
    s
    （2）根据上述物理量，写出当地的重力加速度的表达式为
    4π2N2(L+
    D
    2
    )
    t2
    4π2N2(L+
    D
    2
    )
    t2
    ．（用L、D、N、t等符号表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某一同学用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为980.0mm，用游标上有10个小的等分度的游标卡尺测得摆球的直径如图1所示，摆球的直径为
    22.0
    22.0
    mm，该单摆的摆长为
    991.0
    991.0
    mm．把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆球摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“1”，直到摆球第n此同向通过平衡位置时按停秒表，读出经历的时间t，则单摆的周期为
    t
    n-1
    t
    n-1
    ．
    （2）利用单摆周期公式测重力加速度时，测出机组摆长和相应周期T，并作出T2-L图线，如图2所示，图线上A、B两点的纵坐标分别为（x1，y1），（x2，y2），则可以得重力加速度g=
    4π2(x2-x1)
    y2-y1
    4π2(x2-x1)
    y2-y1
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
    ①需要测量摆球直径，如图1所示，摆球直径为
     
    cm；让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图2所示，那么单摆摆长是
     
    ．
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    ②为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的振动周期T，从而得出几组对应的L与T2的数据，如图所示．再以L为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k．则重力加速度g=
     
    ．（用k表示）
    （2）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率，所用器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．
    ①他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图4．
    ②实验的主要步骤如下：
    A．正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
    B．读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
    C．断开开关，
     
    ，合上开关，重复B的操作．
    ③该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图5的关系图线，其斜率为
     
    A-1?m-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电压的乘积代表了
     
    电阻之和．
    ④他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图6所示．金属丝的直径是
     
    ．图5中图线的斜率、电源电压金属丝横截面积的乘积代表的物理量是
     
    ．

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