问题 填空题

用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做半径为R匀速圆周运动;圆周运动的水平面距离悬点h,距离水平地面H.若细线突然在A处断裂,则小球经时间t=______后落地,小球在地面上的落点P与悬点O在水平面上的投影的O,点的距离为______.

答案

设细线与竖直方向上的夹角为θ,小球圆周运动的速度大小为v.

根据牛顿第二定律得:

mgtanθ=m

v2
R

又 tanθ=

R
h

则v=R

g
h

细线突然在A处断裂后小球开始做平抛运动,则:

由 H=

1
2
gt2,得 t=
2H
g

则落点P与A点间的水平距离为 x=vt=R

g
h
2H
g
=R
2H
h

根据几何知识得:小球在地面上的落点P与悬点O在水平面上的投影的O点的距离为:S=

x2+R2
=
(R
2H
h
)2+R2
=R
2H
h
+1

故答案为:

2H
g
,R
2H
h
+1

单项选择题
判断题