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如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1㎏的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面h=6m.转动中小球在最底点时绳子断了,(g=10m/s2)求:
(1)绳子断时小球运动的线速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离.
分析:(1)在最低点,小球受重力和拉力,合力充当向心力,根据牛顿第二定律列式求解;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式列式求解.
解答:解:(1)最低点,小球受重力和拉力,合力充当向心力,根据牛顿第二定律,有:
Tm-mg=m
v2
r

带入数据解得:v=
(Tm-mg)r
m
=
(46-10)×1
1
=6m/s;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式,有
x=vt
y=
1
2
gt2

联立解得
x=v0
2(h-R)
g
=6m

答:(1)绳子断时小球运动的线速度为6m/s;
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离为6m.
点评:本题关键明确小球的运动规律,然后根据牛顿第二定律和平抛运动的规律列式求解,不难.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一个人用一根长L=lm,最大只能承受T=74N拉力的绳子,拴着一个质量m=1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面的高度h=6m,g=10m/s2.求:
(1)若小球恰能完成竖直面内圆周运动,小球在最高点的速度是多少?
(2)若转动中小球在最低点时绳子恰好断了,绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h=6m,转动中小球在最低点时绳子断了.
求:
(1)绳子断时小球运动的角速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离.

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如图所示,一个人用一根长为R=1米,能承受最大拉力为F=74N的绳子,系着一个质量为m=1Kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面高h=6米.运动中小球在圆周的最低点时绳子刚好被拉断,绳子的质量和空气阻力均忽略不计,g=10m/s2.求:
(1)绳子被拉断的瞬间,小球的速度v的大小?
(2)绳断后,小球落地点与圆周的最低点间的水平距离x多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一个人用一根长L=1m,只能承受T=46N拉力的绳子,拴着一个质量为m=1kg的小球,在竖直面内做逆时针方向的圆周运动,已知圆心O离地的距离H=6m,g=10m/s2
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