小明站在水平地面上,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,绳恰好断掉,球飞行水平距离d

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

小明站在水平地面上,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,绳恰好断掉,球飞行水平距离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,绳能承受的最大拉力为定值.

(1)求绳断开时小球的速度;
(2)求绳能承受的最大拉力多大;
(3)若手的位置始终不变,改变绳长使手与球间的绳长变为,要使绳仍在球运动到最低点时恰好断掉,求小球飞行的水平距离.

◎ 答案

(1)绳断开时小球的速度为
(2)绳能承受的最大拉力为mg;
(3)小球飞行的水平距离为

◎ 解析


试题分析:(1)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的高度求出时间,根据水平位移和时间求出绳断时球的速度大小.
(2)根据在最低点,合力提供向心力,运用牛顿第二定律求出最大拉力.
(3)先根据牛顿第二定律求解最低点速度,然后根据平抛运动的分位移公式列式求解射程.
(1)设绳断后球做平抛运动的时间为t1
竖直方向上:d=gt12,水平方向上:d=v1t1
解得v1=
(2)设绳能承受的最大拉力为Fm
球做圆周运动的半径为R=d
Fm﹣mg="m"
解得Fm=mg
(3)在原周的最低点,有:Fm﹣mg=m
平抛运动,有:
d﹣=
s=vt
联立解得:s=
点评:本题综合了平抛运动和圆周运动两个运动,关键知道平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,以及圆周运动向心力的来源.

◎ 知识点

    专家分析,试题“小明站在水平地面上,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,绳恰好断掉,球飞行水平距离d…”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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐