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,绳突然断掉,球飞行水平距离
◎ 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,绳突然断掉,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。 (1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。 (2)轻绳能承受的最大拉力多大? (3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少? |
◎ 答案
解:(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有 竖直方向:,水平方向: 得: 由机械能守恒定律,有: 得: (2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力大小 球做圆周运动的半径为: 由圆周运动向心力公式,有: 得: (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变,有:T-mg= 得:v3= 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t1,有:d-l=,x=v3t1 得:x=4 当l=时,x有极大值 xmax=d |
◎ 解析
“略”◎ 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,绳突然断掉,球飞行水平距离…”主要考查了你对 【平抛运动】,【向心力】,【机械能守恒定律】 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
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下一篇:如图A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连,将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,使弹簧不能伸展以
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