如图所示,质量m=2kg的小球用长L=1.05m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.05m的O点.现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球,运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂,
◎ 题目
如图所示,质量m=2kg的小球用长L=1.05m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.05m的O点.现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球,运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂,接着小球作平抛运动,落至水平地面上C点.不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求: (1)细绳能承受的最大拉力; (2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间; (3)小球落地瞬间速度的大小; (4)现换用同样的轻质细绳,仅使绳长变为L1,其他条件不变,重复上述过程.当L1为何值时,小球落地点距B点的水平距离最大? |
◎ 答案
(1)小球从A→B过程,根据机械能守恒定律得:mgL=
经B点时,由牛顿第二定律得:FB-mg=
解得:最大拉力FB=3mg=3×2×10N=60N (2)小球从B→C过程做平抛运动,则有:H-L=
解得:t=
(3)从A→B→C过程,根据机械能守恒得:mgH=
解得:vC=
(4)从A1→B1过程,根据机械能守恒得:mgL1=
B1→C1过程:H-L1=
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