問題詳情:
如圖所示,質量m=2kg的小球用長L=1.05m的輕質細繩懸掛在距水平地面高H=6.05m的O點.現將細繩拉直至水平狀態自A點無初速度釋放小球,運動至懸點O的正下方B點時細繩恰好斷裂,接着小球作平拋運動,落至水平地面上C點.不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)細繩能承受的最大拉力;
(2)細繩斷裂後小球在空中運動所用的時間;
(3)小球落地瞬間速度的大小.
【回答】
解:(1)小球從A→B過程,根據機械能守恆定律得:mgL=m﹣0
經B點時,由牛頓第二定律得:F﹣mg=m
解得最大拉力為:F=3mg=3×2×10N=60N
(2)小球從B→C過程做平拋運動,則有:H﹣L=
解得:t==s=1s
(3)從A→B→C過程,根據機械能守恆得:mgH=﹣0
解得小球落地瞬間速度:v==m/s=11m/s
答:
(1)細繩能承受的最大拉力為60N;
(2)細繩斷裂後小球在空中運動所用的時間為1s;
(3)小球落地瞬間速度的大小為11m/s.
知識點:專題三 力與物體的曲線運動
題型:綜合題