一長=0.80m的輕繩一端固定在點，另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球，懸點距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時小球處于點，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當小球運動到點時，輕繩碰到懸點正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）當小球運動到點時的速度大��；
（2）繩斷裂后球從點拋出并落在水平地面的C點，求C點與點之間的水平距離；
（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力。

（1）4.0 m/s    （2）0.80m   （3）9N

解析試題分析：（1）小球從A到B過程，只有重力做功，機械能守恒，設(shè)小球運動到B點時的速度大小，由機械能守恒定律得：
 
解得：小球運動到B點時的速度大小為=" 4.0" m/s 
（2）小球從B點做平拋運動，由運動學規(guī)律得
在水平方向有： 
在豎直方向有： 
解得：C點與B點之間的水平距離
="0.80m"
（3）若輕繩碰到釘子時，輕繩拉力恰好達到最大值Fm，此時對小球受力分析，繩的拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：
 
由幾何關(guān)系得：  
由以上各式解得N 
考點：本題綜合考查了牛頓第二定律和機械能守恒定律，涉及到圓周運動、向心力和平拋運動．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，光滑絕緣半球槽的半徑為，處在水平向右的勻強電場中，一質(zhì)量為的帶電小球從槽的右端A處無初速沿軌道滑下，滑到最低位置B時，球?qū)壍赖膲毫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/65/5/6hddu1.png" style="vertical-align:middle;" />.求：

（1）小球受到電場力的大小和方向；（2）帶電小球在滑動過程中的最大速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）在方向水平的勻強電場中,一不可伸長的不導電細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點。把小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速釋放。已知小球擺到最低點的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為θ（如圖）。求小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，半徑為的 1/4光滑圓弧軌道最低點D與水平面相切，在D點右側(cè)處用長為的細繩將質(zhì)量為的小球B（可視為質(zhì)點）懸掛于O點，小球B的下端恰好與水平面接觸，質(zhì)量為的小球A（可視為質(zhì)點）自圓弧軌道C的正上方H高處由靜止釋放，恰好從圓弧軌道的C點切入圓弧軌道，已知小球A與水平面間的動摩擦因數(shù),細繩的最大張力,重力加速度為，試求：
 
（1）若，小球A到達圓弧軌道最低點D時所受軌道的支持力；
（2）試討論在什么范圍內(nèi)，小球A與B發(fā)生彈性碰撞后細繩始終處于拉直狀態(tài)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有一電荷量為Q的正點電荷固定在圓心O點。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在大小為F的水平恒力作用下從C點由靜止開始運動，到B點時撤去恒力，小環(huán)繼續(xù)運動到達D點，已知CB間距為4R/3。（提示：根據(jù)電磁學有關(guān)知識，在某一空間放一電荷量為Q的正點電荷，則距離點電荷為r的某點的電勢為，其中k為靜電力常量，設(shè)無窮遠處電勢為零）。

（1）定性說明從C運動到D過程小環(huán)的電勢能如何變化
（2）小環(huán)在C點時加速度為多大
（3）求水平恒力F的最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑為0.2m，在圓心O處固定一個電荷量為-.0×C的點電荷。質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點等高的A點沿圓管內(nèi)由靜止運動到最低點B ,到達B點小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點進入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運動,且此時電路中的電動機剛好能正常工作。已知電源的電動勢為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω，電動機的內(nèi)阻為0.5Ω.求（取g=10m/s2,靜電力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2）

（1）小球到達B點時的速度；
（2）小球所帶的電荷量；
（3）電動機的機械功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示,在同一豎直平面上, 質(zhì)量為2m的小球靜止在光滑斜面底部的壓縮彈簧的頂端此時小球距斜面頂端的高度為.解除彈簧的鎖定后,小球沿斜面向上運動.離開斜面后,達到最高點時(此時球的速度恰好水平)與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球剛好能擺到與懸點同一高度,球沿水平方向拋射落在水平面上的點, 點的投影與的距離為.已知球質(zhì)量為,懸繩長,視兩球為質(zhì)點,重力加速度為,不計空氣阻力.求:

(1)球在兩球碰撞后瞬間受到懸繩拉力的大小.
(2)球在兩球碰撞前瞬間的速度大小.
(3)彈簧的彈力對球所做的功.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）如圖所示，兩平行金屬板帶等量異號電荷，兩板間距離為d，與水平方向成a角放置，一電量為＋q、質(zhì)量為m的帶電小球恰沿水平直線由靜止開始從一板的右端點向左運動到另一板的左端點，求：

（1）該勻強電場的場強大小； 
（2）小球運動的加速度大��；
（3）小球由靜止開始從一板運動至另一板所需的時間.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖21所示，一根長0.1m的細線，一端系著一個質(zhì)量為0.18kg的小球，拉住線的另一端，使球在光滑的水平桌面上作勻速圓周運動，使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加，當小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時轉(zhuǎn)速的3倍時，細線斷開，線斷開前的瞬間線的拉力比開始時大40N，求：
 
(1)線斷開前的瞬間，線的拉力大小。
(2)線斷開的瞬間，小球運動的線速度。
(3)如果小球離開桌面時，速度方向與桌邊的夾角為，桌面高出地面0.8m，求小球飛出后的落地點距桌邊的水平距離。

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