Question

如图所示，质量m＝1 kg的小球用细线拴住，线长l＝0.5 m，细线所受拉力达到F＝18 N时就会被拉断.当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断.若此时小球距水平地面的高度h＝5 m，重力加速度g＝10 m/s²，求小球落地处到地面上Ｐ点的距离.（P点在悬点的正下方）

 

Answer 1

【答案】

2m

【解析】球摆到悬点正下方时，线恰好被拉断，说明此时线的拉力F＝18 N，则由

F－mg＝m

可求得线断时球的水平速度为

v＝m/s  ＝2 m/s

线断后球做平抛运动，由

h＝gt²

可求得物体做平抛运动的时间为

t＝ s＝1 s

则平抛运动的水平位移为

x＝vt＝2×1 m＝2 m

思路分析：小球在竖直面内做圆周运动，最低点时绳子刚好断，根据此临界条件求出小球抛出时的速度，利用平抛运动的规律求出小球下落水平位移。

试题点评：考查圆周运动与平抛知识的综合应用