Question

8．如圖所示，繩長L=0.5m，能承擔(dān)最大拉力為100N，一端固定在O點，另一端掛一質(zhì)量為m=0.2kg的小球，懸點O到地面高H=5.5m，若小球至最低點繩剛好斷．求小球落地點．

Answer 1

分析 結(jié)合小球的最大拉力，根據(jù)拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球在最低點的速度，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出小球落地點離O點的水平距離．

解答 解：小球在最低點時，繩中的拉力最大．若小球在最低點時繩剛斷，則繩中的拉力T=100N
設(shè)此時小球的速度為v₀，則$T-mg=m\frac{{{v_{{0^{\;}}}}^2}}{L}$
小球做平拋運動時，設(shè)運動時間為t
豎直方向$H-L=\frac{1}{2}g{t_2}^2$，
代入數(shù)據(jù)得t=1s
水平位移：s=v₀t
代入數(shù)據(jù)得：s=$7\sqrt{5}$m
答：小球落地點離O點的水平距離s為$7\sqrt{5}$m．

點評 本題考查了圓周運動和平拋運動的綜合，難度中等，關(guān)鍵知道圓周運動向心力的來源，以及知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律．