题目内容
如图所示,长度为
的轻绳,一端栓着一质量
的小球在竖直面内做圆周运动,小球可视为质点,已知绳子能够承受的最大拉力为
,圆心离地面高度为
,小球在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,求出绳子断裂时小球的线速度大小;
(2)绳子断裂后小球做平抛运动的时间及落地点与抛出点的水平距离。





(1)分析绳子在何处最易断,求出绳子断裂时小球的线速度大小;
(2)绳子断裂后小球做平抛运动的时间及落地点与抛出点的水平距离。
(1)
(2) 


(1)在最低点时绳子上的拉力最大,绳子最易断。(2分)
在最低点根据牛顿第二定律得:
, (4分)
而
,
,所以
。 (2分)
(2)小球从最低点开始平抛,
。
根据平抛运动的规律得:水平方向
(3分)
竖直方向
, (3分)
代入数据解得平抛运动的时间t=1s. (2分)
落地点与抛出点的水平距离
。 (2分)
在最低点根据牛顿第二定律得:

而



(2)小球从最低点开始平抛,

根据平抛运动的规律得:水平方向

竖直方向

代入数据解得平抛运动的时间t=1s. (2分)
落地点与抛出点的水平距离


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