Question

2．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．當小球從圖地位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷．若此時小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s²，則小于落地處距地面上P點的距離為（P點在懸點的正下方）（　�。�

• A． 1m
• B． 2m
• C． 3m
• D． 4m

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，由高度h求出平拋運動的時間，再求解小球落地處到地面上P點的距離．

解答 解：球擺到最低點時，有：F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$
解得小球經(jīng)過最低點時的速度為：v=$\sqrt{\frac{（F-mg）l}{m}}$=$\sqrt{\frac{（18-10）×0.5}{1}}$=2m/s，
小球平拋運動的時間為：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×5}{10}}$=1s
所以小球落地處到地面上P點的距離為：x=vt=2×1=2m．
答：小球落地處到地面上P點的距離為2m．

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，關鍵要正確分析小球擺到最低點時的受力情況，由牛頓第二定律求速度．