问题
问答题
如图所示，长l=0.2m的细线上端固定在O点，下端连接一个质量为m=0.5kg的小球，悬点O距地面的高度H=0.35m，开始时将小球提到O点而静止，然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经过t=0.1s落到地面，如果不考虑细线的形变，g=10m/s2，试求：
（1）细线拉断前后的速度大小和方向；
（2）假设细线由拉直到断裂所经历的时间为△t=0.1s，试确定细线的平均张力大小．
答案
（1）细线拉断前，小球下落过程机械能守恒，
由机械能守恒定律得：mgl=
mv12，1 2
解得：v1=
=2m/s，方向竖直向下．2gl
设细线断后球速为v2，方向竖直向下，
由匀变速运动的位移公式可得：
H-l=v2t+
gt2，解得：v2=1m/s，方向竖直向下；1 2
（2）设细线的平均张力为F，方向竖直向上，取竖直向上为正方向，
由动量定理可得：（F-mg）△t=-mv2-（-mv1），
解得：F=
+mg=10N；mv1-mv2 △t
答：（1）细线拉断前的速度为2m/s，方向竖直向下，细线拉断后的速度大小为1m/s，方向：竖直向下；
（2）细线的平均张力大小为10N．