Question

【題目】某同學為測量自己頭發(fā)絲能承受的最大拉力，設計了如下實驗：取長度相同的細線和頭發(fā)絲系于一物體C上，細線的另一端固定于水平刻度尺的A點，手握著頭發(fā)絲的另一端沿刻度尺向右水平緩慢移動，直到頭發(fā)絲恰好被拉斷，記下此時的位置B，從刻度尺上讀出AB間的距離為d=40cm．已知細線與頭發(fā)絲的長度均為L=25cm，物體C質量為m=300g，取重力加速度g=10m/s2．求：

(1)頭發(fā)絲能承受的最大拉力。

(2)若細線能承受的最大拉力為F=3.6N，試通過計算判定頭發(fā)絲斷裂后，物體在細線作用下進行的擺動能否到達最低點。

Answer 1

【答案】（1）2.5N；（2）不能擺動到最低點

【解析】

(1)設頭發(fā)絲能承受的最大拉力為，頭發(fā)絲與豎直方向夾角為，

剛斷時有：

又因為：

故解得：

(2)斷后假設能擺動到最低點，根據動能定理則有：

在最低點，根據牛頓第二定律可得：

解得：

由于，故不能擺動到最低點