题目内容

一长=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量=0.40kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H = 1.60m.开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示.让小球从静止释放,当小球运动到B点时,速度大小vB=2.0 m/s,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂.不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2

(1)绳断裂后球从点抛出并落在水平地面的C点,求C点与点之间的距离;

(2)若轻绳所能承受的最大拉力Fm =12.0N.欲使轻绳断裂,钉子P与O点的距离d应满足什么条件?

   

 

(1) m(2)d >0.60m

解析:(1)小球从点做平抛运动,设C点与点之间的水平距离为x

                                       …………………(2分)

                                  …………………(2分)

解得  =0.80m                                  …………………(1分)

C点与点之间的距离         …………………(1分)

解得   m                              …………………(1分)

(2)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值Fm,由牛顿定律得

                               …………………(2分)

由几何关系得                            …………………(1分)

由以上两式解得   d = 0.60m                        …………………(1分)

因此钉子P与点的距离d应满足条件d >0.60m.    …………………(1分)

 

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