题目内容
【题目】如图,一半径为
的水平光滑圆桌面,圆心为O,有一竖直立柱,其横截面为圆形,半径为
,圆心也在O点
一根长
的细轻绳,一端固定在圆柱上的A点,另一端系一质量为
的小球,将小球放在桌面上并将绳沿半径方向拉直,再给小球一个方向与绳垂直,大小为
的初速度
小球在桌面上运动时,绳子将缠绕在圆柱上
已知绳子的张力为
时,绳就被拉断,在绳断开前球始终在桌面上运动
试求:
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绳刚要断开时,绳的伸直部分的长度为多少;
小球最后从桌面上飞出时,飞出点与开始运动的点B之间的距离为多少
结果保留3位有效数字![]()
【答案】(1)0.60,(2)1.58
【解析】
(1)因为桌面光滑,绳子一直处于张紧状态,因此小球的速度大小保持不变,设刚要断开时,绳的伸直部分的长度为x,则:
,
解得:
m
(2)绳子刚断开时缠绕在圆柱上的长度为:
m,
缠绕部分对应的圆心角为
,
之后小球做匀速直线运动,到达C点,如图所示.
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由几何关系可知:
m,
m,
m.
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