问题 问答题

如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h=6m,转动中小球在最低点时绳子断了.

求:(1)绳子断时小球运动的角速度多大?

(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离.

答案

(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可得,

F-mg=mrω2

所以ω=

F-mg
mr
=6rad/s.

(2)由V=rω可得,绳断是小球的线速度大小为V=6m/s,

绳断后,小球做平抛运动,

水平方向上:x=V0t    

竖直方向上:h=

1
2
gt2

代入数值解得 x=6m

小球落地点与抛出点间的水平距离是6m.

答:(1)绳子断时小球运动的角速度为6rad/s.

(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离为6m.

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