精英家教網(wǎng)如圖，一根長為L=1m的細繩系一質(zhì)量為m=2kg的小球（半徑不計）懸掛于O點，釋放后小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，擺動到距離地面高為H=0.8m的最低點時繩子恰好斷開．經(jīng)測量知水平射程為S=1.6m，取g=10m/s2．求：
（1）繩子恰好斷開時小球的速度；
（2）細繩能承受的最大拉力F為多少牛頓？
分析：（1）繩子斷裂后，小球做平拋運動，根據(jù)高度求出平拋運動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出小球平拋運動的初速度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合徑向的合力提供向心力求出繩子的最大拉力大小．
解答：解：（1）根據(jù)H=
1
2
gt2得，
t=
2H
g
=
2×0.8
10
s=0.4s．
則繩子斷開時，小球的速度v0=
s
t
=
1.6
0.4
m/s=4m/s．
（2）根據(jù)牛頓第二定律得，F-mg=m
v02
L

解得繩子的最大拉力F=mg+m
v02
L
=20+2×
16
1
N=52N．
答：（1）繩子恰好斷開時小球的速度為4m/s；
（2）細繩能承受的最大拉力F為52N．
點評：本題考查平拋運動和圓周運動的綜合，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，以及向心力的來源是解決本題的關(guān)鍵．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑的水平地面上固定一長為L=1.7m長木板C，板的左端有兩小物塊A和B，其間夾有一根長為l=1.0m的輕彈簧，彈簧沒有形變，且與物塊不相連．已知mA=mC=20kg，mB=40kg，A與木板C、B與木板C的動摩擦因數(shù)分別為μA=0.50，μB=0.25，用水平力F作用于A，讓F從零逐漸增大，并使B緩慢地向右移動了0.5m．問：

（1）若彈簧的勁度系數(shù)為k=200N/m，當B緩慢移動時，A、B物塊之間的距離多大？
（2）若彈簧的勁度系數(shù)為k=200N/m，以作用力F為縱坐標，A移動的距離為橫坐標，試在圖乙的坐標系中作出推力F隨A位移的變化圖線．（直接作圖，不必寫出推導過程）
（3）當物塊B緩慢地向右移動了0.5m時，撤去F，保持A、B兩物塊間距，將其間夾有的彈簧更換為壓縮量仍相同、貯存的彈性勢能為E=300J的新彈簧，并且同時釋放三物體A、B和C，已被壓縮的輕彈簧將A、B向兩邊彈開，哪一物塊將先彈出木板C，最終C的速度是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在固定的光滑水平桿(桿足夠長)上，套有一個質(zhì)量為m=0.5 kg 的光滑金屬圓環(huán).一根長為L=1 m的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個質(zhì)量為M=2 kg 的木塊,如圖6-4-8所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20 g的子彈以v0=1 000 m/s的水平速度射穿木塊，子彈穿出木塊后的速度為v=200 m/s(不計空氣阻力和子彈與木塊作用的時間)，試問：

圖6-4-8

(1)當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度為多大？

(2)當木塊第一次返回到最低點時，木塊的速度是多大？

(3)當木塊第一次返回到最低點時，水平桿對環(huán)的作用力是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在固定的光滑水平桿(桿足夠長)上，套有一個質(zhì)量為m=0.5 kg的光滑金屬圓環(huán).一根長為L=1 m的輕繩，一端拴在環(huán)上，另一端系著一個質(zhì)量為M=2 kg的木塊,如圖4-3-14所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20 g的子彈以v0=1 000 m/s的水平速度射穿木塊，子彈穿出木塊后的速度為v=200 m/s(不計空氣阻力和子彈與木塊作用的時間)，試問：

圖4-3-14

(1)當子彈射穿木塊后，木塊向右擺動的最大高度為多大？

(2)當木塊第一次返回到最低點時，木塊的速度是多大？

(3)當木塊第一次返回到最低點時，水平桿對環(huán)的作用力是多大？

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科目：高中物理 來源：2013屆浙江省寧波正始中學高三第一次測試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，一根長為L=1.5m的絕緣細直桿MN，豎直固定在場強為E=1.0×105N/C、與水平方向成θ=37°角的傾斜向上的勻強電場中．桿的下端M固定一個帶電小球A，電荷量Q= +4.5×10－6C；另一帶電小來自球B穿在桿上可自由滑動，電荷量q= +1.0×10－6C，質(zhì)量m=1.0×10－2kg，與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運動．（靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）小球B開始運動時的加速度為多大?
（2）小球B的速度最大時，距M端的高度h為多大?
（3）若小球B在下落過程的最大速度為0.77m/s，則從開始下落到速度達到最大的過程中，小球B的電勢能改變了多少？

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