(选做B)如图所示,长度为L=1.0m的绳,拴着一质量m=1kg的小球在竖直面内做圆周运动,小球半径不计,已知绳子能够承受的最大张力为74N,圆心离地面高度H=6m,运动过程中绳子始终处于绷紧状态求:(1)分析绳子在何处最易断,求出绳子断时小球的线速度;(2)绳子断后小球平抛运动的时间及落地点与抛出点的水平距离.

问题描述:

(选做B)如图所示,长度为L=1.0m的绳,拴着一质量m=1kg的小球在竖直面内做圆周运动,小球半径不计,已知绳子能够承受的最大张力为74N,圆心离地面高度H=6m,运动过程中绳子始终处于绷紧状态求:

(1)分析绳子在何处最易断,求出绳子断时小球的线速度;
(2)绳子断后小球平抛运动的时间及落地点与抛出点的水平距离.

(1)小球在最低点时,绳子的拉力和重力的合力提供向心力,绳子最容易断.根据牛顿第二定律得,F-mg=mv2L解得v=8m/s.(2)小球平抛运动的高度h=H-L=5m.根据h=12gt2得,t=1s.x=vt=8m.答:(1)绳子在最低点最易断...
答案解析:(1)小球在最低点最容易断,绳子断时,绳子的拉力恰好是74N,对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得线速度的大小;
(2)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得落地点与抛出点间的水平距离,以及平抛运动的时间.
考试点:向心力;牛顿第二定律.
知识点:本题综合考查了平抛运动和圆周运动,关键掌握平抛运动的规律以及做做圆周运动向心力的来源.