如圖所示，被長為L的細(xì)繩系著的小球，能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動．已知O點(diǎn)離地面的豎直高度為h=3L，繩受到的拉力等于小球所受重力的5倍時(shí)就會斷裂．試求：
（1）如果小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)繩恰好斷裂，則對應(yīng)的速度為多大？
（2）小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離為多少？

解：
（1）當(dāng)運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，據(jù)牛頓第二定律得

當(dāng)繩的拉力達(dá)到5mg時(shí)繩斷裂，即Tm=5mg
則
解得速度
（2）繩斷后小球做平拋運(yùn)動

又H=L+h得
小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離
答：（1）如果小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)繩恰好斷裂，對應(yīng)的速度為；
（2）小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離為4．
分析：（1）小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)繩恰好斷裂時(shí)，繩的拉力等于小球重力的5倍．重力和拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出速度．
（2）繩斷后小球做平拋運(yùn)動，此時(shí)小球離地高度為4L，豎直方向做自由落體運(yùn)動，由高度求出時(shí)間，小球水平方向做勻速直線運(yùn)動，由初速度和時(shí)間求出小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離．
點(diǎn)評：本題是牛頓第二定律、向心力和平拋運(yùn)動的綜合，抓住繩子剛斷時(shí)的臨界條件是：繩子拉力達(dá)到最大值．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，邊長為L的正方形金屬框，匝數(shù)為n，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場邊緣，金屬框的上半部處于磁場內(nèi)，下半部處于磁場外．磁場隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt（k＞0），已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，下列說法正確的是（　�。�
A、線圈的感應(yīng)電動勢大小為nk?
L2
2
B、細(xì)繩拉力最大時(shí)，金屬框受到的安培力大小為mg
C、從t=0開始直到細(xì)線會被拉斷的時(shí)間為
2mgR
k2L3
D、以上說法均不正確

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：038

如圖所示，被長為L的細(xì)繩系著的小球A能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，O點(diǎn)離地面的豎直高度為h=3L，如果繩受到的拉力等于小球所受重力的5倍時(shí)，就會斷裂，那么當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)的速度多大時(shí)，繩恰好斷裂，小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：038

如圖所示，被長為L的細(xì)繩系著的小球A能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，O點(diǎn)離地面的豎直高度為h=3L，如果繩受到的拉力等于小球所受重力的5倍時(shí)，就會斷裂，那么當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)的速度多大時(shí)，繩恰好斷裂，小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：0110 期末題 題型：計(jì)算題

如圖所示，被長為L的細(xì)繩系著的小球，能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。已知O點(diǎn)離地面的豎直高度為h=3L，繩受到的拉力等于小球所受重力的5倍時(shí)就會斷裂。試求：
（1）如果小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)繩恰好斷裂，則對應(yīng)的速度為多大？
（2）小球飛出后落地點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離為多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案