fancy_fan 幼苗
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(1)小球在绳被拉直前作平抛运动,设小球抛出后经时间t绳被拉直,则:
水平位移为:x=Lsin60°=v0t ①
竖直高度为:h=lcos60°-[L/4]=[1
2 gt2②
由此解得:t=
L/2g]③
v0=[1/2]
6gL=[1/2]
6×10×0.6m/s=3m/s④
(2)在绳被拉直前瞬间,小球速度的水平分量为v0,竖直分量为gt,速度大小为:
v=
v20+(gt)2=
2gt⑤
速度与竖直方向的夹角为φ:则tanφ=
v0
gt=
3⑥
所以,φ=60°
可见小球速度与绳沿同一线,小球动量在绳拉力的冲量作用下减为零,以后小球作摆动,由机械能守恒定律可知小球到最低点时:
1
2mv′2=mgL(1-cos60°)⑦
设在最低点时绳子对物体的拉力为T,由牛顿第二定律得:
T-mg=
mv′2
L⑧
解得:T═2×2×10N=40N⑨
由牛顿第三定律,绳受到的拉力为40 N⑩
答:(1)小球水平抛出时的初速3m/s
(2)小球动到最低点时,绳所受的拉力40N
点评:
本题考点: 平抛运动;牛顿第三定律;向心力;动量定理.
考点点评: 本题关键是将小球的运动分为两个过程进行分析讨论:平抛运动过程,运用平抛运动位移公式、速度分解法则列式求解,之后由机械能守恒得到运动到最低的时的速度,由牛顿第二定律求解此时绳子的拉力.绳子伸直的瞬间,将导致物体机械能的损失,是比较难分析的,要格外注意
1年前
你能帮帮他们吗