问题 问答题

如图所示,一不可伸长的轻质细绳,绳长为L一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(不计空气助力),已知小球通过最低点时的速度为v,圆心0点距地面高度为h,重力加速度为g

(1)求小球通过最低点时,绳对小球拉力F的大小;

(2)若小球运动到圆心最低点时,绳突然断开,小球落地前将做什么运动?落地时小球速度为多大?

答案

(1)小球通过最低点时,由牛顿第二定律得:

F-mg=m

v2
L

则得 绳对小球拉力F的大小为:F=mg+m

v2
L

(2)小球运动到圆心最低点时,绳突然断开,小球将做平抛运动.

根据机械能守恒得:

mg(L-h)=

1
2
mv2-
1
2
mv2

则得落地时小球速度为v′=

v2+2g(L-h)

答:

(1)小球通过最低点时,绳对小球拉力F的大小为mg+m

v2
L

(2)小球运动到圆心最低点时,绳突然断开,小球落地前将做平抛运动,落地时小球速度为

v2+2g(L-h)

单项选择题
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