题目内容
（2008?福州模拟）如图所示，长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点，下端连接一只小球，小球与地面间的距离可以忽略（但小球不受地面支持力）且处于静止状态．现给小球一沿水平方向的初速度，使其开始在竖直平面内做圆周运动．设小球到达最高点时轻绳突然断开，已知最后小球落在距初始位置水平距离为4R的地面上，重力加速度为g．试求：（图中所标初速度v0的数值未知）
（1）绳突然断开时小球的速度；
（2）小球刚开始运动时对绳的拉力．
分析：（1）绳突然断开后，小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，高度已知，可以求出运动的时间，水平方向做匀速直线运动，水平位移已知，可以求出速度v；
（2）球绕O点做圆周运动，要求小球对绳的拉力，就要求出此时的速度v0，求v0可以根据小球从最低点到最高点的过程中用动能定理去求，再根据向心力公式求出绳子的拉力．
（2）球绕O点做圆周运动，要求小球对绳的拉力，就要求出此时的速度v0，求v0可以根据小球从最低点到最高点的过程中用动能定理去求，再根据向心力公式求出绳子的拉力．
解答：（1）绳突然断开后，小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由h=
gt2得：t=
=
，
小球水平方向做匀速直线运动，由x=vt得：v=
=
=2
；
（2）在小球从最低点运动到最高点的过程中运用动能定理得：
mv2-
mv02=-mg?2R，
解得：v0=
小球在最低点做圆周运动，根据FN=m
得：
T-mg=m
解得：T=9mg．
根基牛顿第三定律可知，球对绳的拉力为9mg．
1）绳突然断开时小球的速度为2
；（2）小球刚开始运动时对绳的拉力为9mg．
| 1 |
| 2 |
|
|
小球水平方向做匀速直线运动，由x=vt得：v=
| x |
| t |
| 4R | ||||
|
| gR |
（2）在小球从最低点运动到最高点的过程中运用动能定理得：
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
解得：v0=
| 8gR |
小球在最低点做圆周运动，根据FN=m
| v2 |
| r |
T-mg=m
| v02 |
| R |
解得：T=9mg．
根基牛顿第三定律可知，球对绳的拉力为9mg．
1）绳突然断开时小球的速度为2
| gR |
点评：本题是平抛运动和圆周运动相结合的典型题目，除了运用平抛运动和圆周运动的基本公式外，求速度的问题，动能定理不失为一种好的方法．
练习册系列答案
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