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

1个回答

  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出绳子承受的拉力大小.

    (2)根据下降的高度求出平抛运动的时间,通过最低点的速度和时间求出水平位移,从而求出这道山涧的宽度的最大值.

    (3)对由静止开始摆动最低点的过程运用动能定理,求出下摆时绳子倾角θ.

    (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).

    点评:

    本题考点: 动能定理;平抛运动;向心力.

    考点点评: 本题考查了动能定理和牛顿第二定律的基本运用,涉及到平抛运动、圆周运动,综合性较强,是一道好题.