问题
问答题
如图所示的圆锥摆实验中，已知小球质量为0.1kg，摆长l=50cm，摆角a=37°．试求：
（1）小球受到摆线的拉力；
（2）小球的线速度大小υ；
（3）若小球在运动中，细绳突然断开，小球将落向地面，已知悬点O离地面的高为0.8m，则小球落地点到悬点O的水平距离多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
答案
（1）小球做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小球受力分析，受重力和拉力，如图所示；
根据平行四边形定则，有：
=cos37°mg T
F合=mgtan37°
解得：
T=
mg=1.25N；5 4
F合=
mg=0.75N；3 4
（2）合力提供向心力，故
F合=m
；v2 R
解得：v=
=F合R m
m/s=0.75×0.5 0.1
m/s≈1.94m/s；15 2
（3）细绳突然断开，小球沿着圆弧切线飞出做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式，有：
h=
gt21 2
x=vt
解得
x=v
=2h g
m；15 5
（3）小球落地点到悬点O的水平距离为：S=
=l2+x2
=0.25+ 3 5
m≈0.92m；0.85
答：（1）小球受到摆线的拉力为0.75N；
（2）小球的线速度大小υ为
m/s；15 5
（3）小球落地点到悬点O的水平距离约为0.92m．