如图所示,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=1.0m,AB两点的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力影响,求:

(1)地面上DC两点间的距离s
(2)轻绳所受的最大拉力大小。

◎ 答案

(1)1.41m  (2)20 N

◎ 解析

(1)设小球运动至B点的速度为v,小球由A运动至B点的过程中,只有重力做功,根据动能定理有mgh=                       ①
小球由BC过程中,做平抛运动,设平抛运动的时间为t,根据平抛运动的规律
在水平方向上有:s=vt                    ②
在竖直方向上有:H=                 ③
由①②③式联立,并代入数据解得:s=m=1.41m
(2)在小球刚到达B点绳断瞬间前,受重力mg和绳的拉力T作用,根据牛顿第二定律有:
T-mg=                             ④
显然此时绳对小球的拉力最大,根据牛顿第三定律可知,绳所受小球的最大拉力为:T′=T
由①④⑤式联立,并代入数据解得:T′=20N。
【考点定位】本题综合考查了圆周运动向心力公式、平抛运动规律、动能定理(或机械能守恒定律)、牛顿运动定律的应用问题,难度中等。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的…”主要考查了你对  【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
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐