Question

【题目】晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力。

(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2

(2)问绳能承受的最大拉力多大？

Answer 1

【答案】（1）v1=；v2= （2）　T=mg

【解析】

(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：

y方向：

x方向：

d=v1t，

所以

。

根据机械能守恒定律则：

，

所以

(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式

，

解得

。