Question

如图所示，长为L的细绳上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，在细线的下端吊一个质量为m的铁球（可视作质点），球离地的高度h=L。现让环与球一起以的速度向右运动，在A处环被挡住后立即停止。已知A离右墙的水平距离也为L，当地的重力加速度为，不计空气阻力。求：

（1）在环被挡住立即停止时绳对小球的拉力大小；

（2）若在环被挡住后，细线突然断裂，则在以后的运动过程中，球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少？

Answer 1

（1）F=3mg

（2）

解析:

（1）在环被挡住而立即停止后小球立即以速率v绕A点做圆周运动，根据牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有：

         （4分）

解得：F=3mg        （2分）

（2）细绳断裂后，此后小球做平抛运动。

    假设小球直接落到地面上，则： 

    球的水平位移：                        （4分）

    小球先碰到右墙，则

小球下落的高度    

所以球的第一次碰撞点距B的距离为：   （4分）