Question

（18分）如图21所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N，求：
 
(1)线断开前的瞬间，线的拉力大小。
(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度。
(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边的夹角为，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离。

Answer 1

(1) F＝45N（6分） （2） （6分） （3） （6分）

解析试题分析:（1）设开始时角速度为，向心力是，线断开的瞬间，角速度为，线的拉力是.
线的拉力等于向心力有： ， 则：　
又因为得：
（2）设线断开时速度为。由得:
（3）设桌面高度为，落地点与飞出桌面点的水平距离为，由平抛运动规律：
，
则抛出点到桌边的水平距离为
考点：本题考查了牛顿第二定律、平抛运动的规律、匀速圆周运动。