Question

13．如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小球用細線拴住，線長l=0.5m，細線所受拉力達到F=18N時就會被拉斷，當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷．重力加速度g=10m/s²．小球落地處到地面上P點的距離為2m，求細線剛好斷開時小球距水平地面的高度h為多少（P點在懸點的正下方）

Answer 1

分析 小球擺到最低點時細線恰好被拉斷，細線的拉力達到F=18N，由重力和拉力的合力提供向心力求出小球擺到最低點時的速度．細線被拉斷后，小球做平拋運動，由水平位移求出平拋運動的時間，再求解細線剛好斷開時小球距水平地面的高度h．

解答 解：球擺到最低點時，由F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：v=2m/s
小球平拋運動的時間t=$\frac{x}{v}=\frac{2}{2}=1s$，
則細線剛好斷開時小球距水平地面的高度h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×1=5m$
答：細線剛好斷開時小球距水平地面的高度h為5m．

點評 本題是向心力知識、牛頓第二定律和平拋運動知識的綜合，知道細線被拉斷后，小球做平拋運動，比較簡單．