Question

【題目】如圖所示，質量m=2kg的小球用長L=1.05m的輕質細繩懸掛在距水平地面高H=6.05m的O點．現將細繩拉直至水平狀態自A點無初速度釋放小球，運動至懸點O的正下方B點時細繩恰好斷裂，接著小球作平拋運動，落至水平地面上C點．不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）細繩能承受的最大拉力；

（2）細繩斷裂后小球在空中運動所用的時間；

（3）小球落地瞬間速度的大小．

Answer 1

【答案】（1）細繩能承受的最大拉力為60N；

（2）細繩斷裂后小球在空中運動所用的時間為1s；

（3）小球落地瞬間速度的大小為11m/s．

【解析】

試題分析：（1）小球從A→B過程，根據機械能守恒定律得：mgL=m﹣0

經B點時，由牛頓第二定律得：F﹣mg=m

解得最大拉力為：F=3mg=3×2×10N=60N

（2）小球從B→C過程做平拋運動，則有：H﹣L=

解得：t==s=1s

（3）從A→B→C過程，根據機械能守恒得：mgH=﹣0

解得小球落地瞬間速度：v==m/s=11m/s