题目内容
(12分)如图所示,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连接一只小球。小球接近地面,处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度,小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时绳突然断开,已知小球最后落在离小球最初位置4R的地面上,重力加速度为g。试求:(图中所标 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。
解析:
(1)设绳断后小球以速度v1平抛
竖直方向上:2R=g t2 (2分)
水平方向上:4R=v1t (2分)
解得v1=2 (2分)
(2)小球从最低点到最高点过程,小球机械能守恒(选地面为零势能面)
(2分)
合力提供向心力有:F-mg = m (2分)
解得F=9mg (2分)
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