如图所示,长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点,下端连接一只小球,小球与地面间的距离可以忽略(但小球不受地面支持力)且处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度,使其开

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 平抛运动/2022-09-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点,下端连接一只小球,小球与地面间的距离可以忽略(但小球不受地面支持力)且处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度,
使其开始在竖直平面内做圆周运动.设小球到达最高点时轻绳突然断开,已知最后小球落在距初始位置水平距离为4R的地面上,重力加速度为g.试求:(图中所标初速度v0的数值未知)
(1)绳突然断开时小球的速度;
(2)小球刚开始运动时对绳的拉力.
魔方格

◎ 答案

(1)绳突然断开后,小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=
1
2
gt2
得:t=

2h
g
=

4R
g

   小球水平方向做匀速直线运动,由x=vt得:v=
x
t
=
4R

4R
g
=2

gR

(2)在小球从最低点运动到最高点的过程中运用动能定理得:
        
1
2
mv2-
1
2
mv02=-mg?2R

          解得:v0=

8gR

    小球在最低点做圆周运动,根据FN=m
v2
r
得:
          T-mg=m
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