问题
计算题
一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.40kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.60m．开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示．让小球从静止释放，当小球运动到B点时，速度大小vB=2.0 m/s，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂．不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g=10m/s2．
（1）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的距离；
（2）若轻绳所能承受的最大拉力Fm=12.0N．欲使轻绳断裂，钉子P与O点的距离d应满足什么条件？
答案
解：（1）小球从B点做平抛运动，设C点与B点之间的水平距离为x
解得 x=0.80m
C点与B点之间的距离
解得
m
（2）若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿定律得
由几何关系得
由以上两式解得d=0.60m
P与O点的距离d应满足条件d >0.60m