题目内容

一质量为m的质点,系于长为L的细绳的一端,绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不可伸长、柔软且无弹性的.今把质点从O点的正上方离O点的距离为
8
9
L
的O1点以水平的速度V0=
3
4
gL
抛出,如图所示.则轻绳绷直后的瞬间,该质点具有的速度大小为(  )
分析:细线刚刚绷紧时,将速度沿着细线方向和处置细线方向正交分解,根据平抛运动的规律计算速度的大小,细线刚刚绷紧时,将速度沿着细线方向和处置细线方向正交分解,沿细线方向速度迅速减小为零,垂直细线方向速度不变.
解答:解:小球做平抛运动.设绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为θ,
则V0t=Rsinθ,
1
2
gt2=
8
9
L
-Lcosθ,
其中V0=
3
4
gL

联立解得θ=
π
2
,t=
4
3
L
g

即轻绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为90°.
绳绷直过程.绳棚直时,绳刚好水平,如图所示.

由于绳不可伸长,故绳绷直时,V0损失,小球仅有速度Vy
所以 Vy=gt=
4
3
gL

故选D.
点评:本题关键是分析清楚小球的运动,平抛运动过程、突然绷紧的瞬时过程;然后根据对各段运用平抛运动位移公式、速度分解法则列式求解.
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