Question

【题目】如图所示，质量m=2kg的小球用长L=1.05m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.05m的O点．现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球作平抛运动，落至水平地面上C点．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）细绳能承受的最大拉力；

（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；

（3）小球落地瞬间速度的大小．

Answer 1

【答案】（1）细绳能承受的最大拉力为60N；

（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间为1s；

（3）小球落地瞬间速度的大小为11m/s．

【解析】

试题分析：（1）小球从A→B过程，根据机械能守恒定律得：mgL=m﹣0

经B点时，由牛顿第二定律得：F﹣mg=m

解得最大拉力为：F=3mg=3×2×10N=60N

（2）小球从B→C过程做平抛运动，则有：H﹣L=

解得：t==s=1s

（3）从A→B→C过程，根据机械能守恒得：mgH=﹣0

解得小球落地瞬间速度：v==m/s=11m/s