12.(15分)(2010·青岛模拟)如图12所示,一根长0.1 m的细

线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,

使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,使小球的转

速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍

时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大     图12

40 N,求:

(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小;

(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度;

(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求

小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离.

解析:(1)线的拉力提供小球做圆周运动的向心力,设开始时角速度为ω0,向心力为

F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力为FT.

F002R                                            

FT2R                                          

由①②得==                                    ③

又因为FTF0+40 N                                    ④

由③④得FT=45 N

(2)设线断开时小球的线速度为v,由FT=得,

v= = m/s=5 m/s

(3)设桌面高度为h,小球落地经历时间为t,落地点与飞出桌面点的水平距离为x.

hgt2

t= =0.4 s

xvt=2 m

则小球飞出后的落地点到桌边缘的水平距离为

lxsin60°=1.73 m.

答案:(1)45 N (2)5 m/s (3)1.73 m

 0  360217  360225  360231  360235  360241  360243  360247  360253  360255  360261  360267  360271  360273  360277  360283  360285  360291  360295  360297  360301  360303  360307  360309  360311  360312  360313  360315  360316  360317  360319  360321  360325  360327  360331  360333  360337  360343  360345  360351  360355  360357  360361  360367  360373  360375  360381  360385  360387  360393  360397  360403  360411  447090 

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