Question

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

(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小；

(2)若在环被挡住后，细绳突然断裂，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

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)环在A处被挡住立即停止，小球以速度v绕A点做圆周运动，据牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有：

解得：绳对小球的拉力大小

(2)在环被挡住后，细绳突然断裂，此后小球做平抛运动．

假设小球直接落在地面上，则：

竖直方向：

水平方向：

联立解得：小球的水平位移

所以小球与右墙碰撞后再落在地上

设小球平抛运动到右墙的时间为，则：

小球在内下降的高度

球的第一次碰撞点离墙角B点的距离