Question

【题目】质量m＝2 kg的小球在长为L＝1 m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax＝118 N，转轴离地高度h＝21 m，g＝10 m/s2.试求：

(1)若恰好通过最高点，则最高点处的速度为多大？

(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大？

(3)绳断后小球做平抛运动，如图所示，求落地水平距离x.

Answer 1

【答案】(1) m/s (2) 7m/s (3) 14 m

【解析】(1)当小球恰好通过最高点时,小球只受重力,并由重力提供向心力.设此时速度为
根据牛顿第二定律得:
所以
(2)若细绳此时恰好被拉断小球在最低点时,由牛顿第二定律得:
解得：

(3)绳断后,小球做平抛运动,设水平距离为x,则由
竖直方向自由落体运动则有 :

解得：