如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长l=0.5m,细线所受的拉力达到F=18N时就会被拉断;当小球从图示位置释

如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长l=0.5m,细线所受的拉力达到F=18N时就会被拉断;当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断;若此时小球距水平面的高度h=5m,重力加速度g取10m/s2,求小球落地处与细线恰被拉断时的位置间的距离?
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2763842 春芽

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解题思路:小球摆到最低点时细线恰好被拉断,此时细线的拉力达到F=18N,由重力和拉力的合力提供向心力求出小球摆到最低点时的速度.细线被拉断后小球做平抛运动,由平抛运动的规律求解小球落地处与细线恰被拉断时的位置间的距离.

在最低点,根据牛顿第二定律得:F-mg=m
v2
L
解得最低点的速度为:v=

(F−mg)L
m=

(18−10)×0.5
1m/s=2m/s
细线被拉断后小球做平抛运动,则有
h=[1/2gt2
可得 t=

2h
g]=

2×5
10s=1s
小球平抛运动的水平距离 x=vt=2×1m=2m
故小球落地处与细线恰被拉断时的位置间的距离为 S=
h2+x2=
52+22m=
29m
答:小球落地处与细线恰被拉断时的位置间的距离为
29m.

点评:
本题考点: 向心力;平抛运动.

考点点评: 本题是向心力知识、牛顿第二定律和平抛运动知识的综合,关键要准确分析向心力的来源,熟练运用运动的分解法研究平抛运动.

1年前

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