问题
问答题
如图所示，质量m=2kg的小球用长L=1.05m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.05m的O点．现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球作平抛运动，落至水平地面上C点．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）细绳能承受的最大拉力；
（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；
（3）小球落地瞬间速度的大小；
（4）现换用同样的轻质细绳，仅使绳长变为L1，其他条件不变，重复上述过程．当L1为何值时，小球落地点距B点的水平距离最大？
答案
（1）小球从A→B过程，根据机械能守恒定律得：mgL=
m1 2
-0v 2B
经B点时，由牛顿第二定律得：FB-mg=m v 2B L
解得：最大拉力FB=3mg=3×2×10N=60N
（2）小球从B→C过程做平抛运动，则有：H-L=
gt21 2
解得：t=
=2(H-L) g
s=1s 2×(6.05-1.05) 10
（3）从A→B→C过程，根据机械能守恒得：mgH=
m1 2
-0v 2C
解得：vC=
=2gH
m/s=11m/s 2×10×6.05
（4）从A1→B1过程，根据机械能守恒得：mgL1=
mv2-01 2
B1→C1过程：H-L1=
gt1 2 21
x1=vt1
联立得：x1=4L1(H-L1)
当L1=H-L1，即L1=
=H 2
m=3.025m时，水平距离x1最大．6.05 2
答：（1）细绳能承受的最大拉力为60N；（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间为1s；（3）小球落地瞬间速度的大小为11m/s；（4）当L1为3.025m时，小球落地点距B点的水平距离最大．