Question

如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L=1.0 m，B点离地高度H=1.0 m，A、B两点的高度差h=0.5 m，重力加速度g取10m/s²,不计空气影响，

(1)地面上DC两点间的距离s；

(2)轻绳所受的最大拉力大小。

Answer 1

（1）小球从A到B的过程中机械能守恒，有：mgh=mv_B²，    ①

小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有：H=gt²，    ②

在水平方向上有：s=v_Bt，                                                    ③

联立①②③解得：s=1.41m。                                              ④

以上每表达式2分计8分

（2）小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有：F-mg=m   ⑤

联立①⑤解得：F=20N（以上每式2分，下式1分）

根据牛顿第三定律，F’=-F，

轻绳所受的最大拉力大小为20N。