题目内容
【题目】如图所示,一人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一质量为1kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面h=6m。求:
(1)为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动,小球过最高点时的最小速度为多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离。(取=10m/s2)
(3)若在增加转动的速度使小球运动到最低点时绳子恰好断开,则绳子断时小球运动的线速度多大?
【答案】(1) m/s;(2)6m;(3)6m/s
【解析】(1)设小球通过最高点时的速度为v1,小球刚好通过最高点时重力提供向心力即: ,
解得小球过最高点时的最小速度为: .
(2)(3)设小球通过最低点时的速度为v2,在最低点,小球做圆周运动的向心力是拉力和重力的合力提供,即:
绳子恰好断开,拉力达到最大值46N,代入数据解得:v2=6m/s.
绳子断开后做平抛运动的时间
小球落地点与抛出点间的水平距离:s=vt=6m
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