(分)曉明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉。球飛離水平距離d后落地,如題24圖所示,已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g忽略手的運動半徑和空氣阻力。

求繩斷時球的速度大小v1,和球落地時的速度大小v2

問繩能承受的最大拉力多大?

改變繩長,使球重復上述運動。若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應為多少?最大水平距離為多少?

解:

(1)v1=   v2=

(2) T=mg

(3) 當l時,x有極大值  xmaxd


解析:

解:

(1)設繩斷后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律,有

豎直方向  d=gt2,水平方向  d=v1t

得  v1=

由機械能守恒定律,有

+mg

得           v2=

(2)設繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力大小.

球做圓周運動的半徑為R

由圓周運動向心力公式,有Tmg=

得 T=mg

(3)設繩長為l,繩斷時球的速度大小為v,繩承受的最大拉力不變,

Tmg=                 得v3=

繩斷后球做平拋運動,豎直位移為dl,水平位移為x,時間為t1.

dl=                    x=v3??t1??

       得x=4

       當l時,x有極大值  xmaxd

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?無錫一模)小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地.如題圖所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為
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d,重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力.
(1)求繩斷時球的速度大小 v1和球落地時的速度大小 v2
(2)向繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長,使球重復上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應是多少?最大水平距離為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水,
平距離d后落地,如圖所示,已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為
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d
,重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力.求:
(1)繩斷時球的速度大小v1
(2)繩能承受的最大拉力;
(3)改變繩長(繩承受的最大拉力不變),保持手的位置不動,使球重復上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應為多少?最大水平距離為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示,已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為
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d
,重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力.求:
(1)繩斷時球的速度大小v1;
(2)繩能承受的最大拉力;
(3)球落地的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(分)曉明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉。球飛離水平距離d后落地,如題24圖所示,已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g忽略手的運動半徑和空氣阻力。

求繩斷時球的速度大小v1,和球落地時的速度大小v2

問繩能承受的最大拉力多大?

改變繩長,使球重復上述運動。若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應為多少?最大水平距離為多少?

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