用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上,小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动.小球质量为m,绳长为L,悬点距地面高度为H.小球运动至最低点时,绳恰被拉断,若小球着地时水平位移为x,

问题描述:

用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上,小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动.小球质量为m,绳长为L,悬点距地面高度为H.小球运动至最低点时,绳恰被拉断,若小球着地时水平位移为x,求:

(1)细线刚被拉断时,小球抛出的速度多大?
(2)细线所能承受的最大拉力.

(1)根据H−L=

1
2
gt2,x=v0t得:
v0=x
g
2(H−L)

(2)在最低点,根据牛顿第二定律得:
F−mg=
mv02
L

解得:F=mg(
x2
2(H−L)
+1)
,方向竖直向上.
答:(1)小球抛出的初速度为v0=x
g
2(H−L)

(2)细线所能承受的最大拉力为F=mg(
x2
2(H−L)
+1)
,方向竖直向上.