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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1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h="6"m,转动中小球在最低点时绳子断了.求:(1)

网友投稿  2022-09-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,一个人用一根长1 m,只能承受46 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h="6" m,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

◎ 答案

(1)6 rad/s  (2)6 m

◎ 解析


试题分析:(1)绳子断时,绳子的拉力恰好是46N,对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得角速度的大小;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得落地点与抛出点间的水平距离.
解:(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可得,
F-mg=mrω2,所以
(2)由V=rω可得,绳断是小球的线速度大小为V=6m/s,绳断后,小球做平抛运动,
水平方向上:x=V0t    
竖直方向上:
代入数值解得 x=6m,小球落地点与抛出点间的水平距离是6m.
点评:小球在最低点时绳子恰好断了,说明此时绳的拉力恰好为46N,抓住这个临界条件,再利用圆周运动和平抛运动的规律求解即可.

◎ 知识点

    专家分析,试题“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="6"m,转动中小球在最低点时绳子断了.求:(1)…”主要考查了你对  【平抛运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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