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一根长0.5m的细绳,当它受到5N的拉力时会被拉断.现在它的一端拴着一个质量为0.4kg的小球,以另一端为中心,使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.求:

(1)绳子被拉断时,小球的角速度为多大?拉断绳子后的小球将做什么运动?

(2)若使物体在竖直平面内做匀速圆周运动,当它经过最低点时将绳子拉断的最小线速度是多少?拉断绳子后的小球将做什么运动?

答案:
解析:

(1)ω=5rad/s  匀速直线运动;

(2)νm/s  平抛运动


提示:

提示:(1)绳被拉断时,绳的拉力大小为F=5N.由牛顿第二定律得F=mrω2,所以,小球的角速度为ωrad/s=5rad/s.绳断后,向心力突然消失,小球所受的合外力为零,所以小球将做匀速直线运动.

(2)小球经最低点时,绳子断了,此时有F-mg=m,所以小球的线速度为νm/s=m/s.绳断时,小球具有一个水平方向的初速度,以后又只在重力作用下运动,所以它将做平抛运动.


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根长L=0.5m的细绳悬于天花板上O点,绳的另一端挂一个质量为m=1kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为12.5N,小球在水平面内做圆周运动,当速度逐渐增大,绳断裂后,小球将平抛后掉在地上.(g=10m/s2
(1)绳断裂时,绳与竖直方向所成的夹角θ为多大?
(2)绳刚断裂时小球的角速度为多大?
(3)若小球做圆周运动的平面离地高为h=0.8m,则小球经多长时间落地.
(4)在第(3)问中小球落点离悬点在地面上的垂直投影的距离为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,宇航员在地球上用一根长0.5m细绳拴着一个小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,用传感器测出小球在最高点A时的速度大小v=3m/s及绳上的拉力F=4N.若宇航员将此小球和细绳带到某星球上,在该星球表面上让小球也在竖直平面内做圆周运动,用传感器测出当小球在最高点速度大小为v′=2m/s时,绳上拉力F′=3N.取地球表面重力加速度g=10m/s2,忽略星球的自转的影响,空气阻力不计.求:
(1)该小球的质量m;
(2)该星球表面附近的重力加速度g′;
(3)已知该星球的半径与地球半径之比为R:R=1:4,求该星球与地球的第一宇宙速度之比v:v

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根长L=0.5m的细绳悬于天花板上O点,绳的另一端挂一个质量为m=1kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为12.5N,小球在水平面内做圆周运动,当速度逐渐增大,绳断裂后,小球将平抛后掉在地上.(g=10m/s2
(1)绳刚断裂时小球的角速度为多大?
(2)若小球做圆周运动的平面离地高为h=0.6m,则小球经多长时间落地.
(3)在第(2)问中小球落点离悬点在地面上的垂直投影的距离为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:038

一根长0.5m的细绳,当它受到5N的拉力时会被拉断.现在它的一端拴着一个质量为0.4kg的小球,以另一端为中心,使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动.求:

(1)绳子被拉断时,小球的角速度为多大?拉断绳子后的小球将做什么运动?

(2)若使物体在竖直平面内做匀速圆周运动,当它经过最低点时将绳子拉断的最小线速度是多少?拉断绳子后的小球将做什么运动?

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