Question

【題目】如圖，一不可伸長的輕繩上端懸掛于O點，下端系一質量的小球現將小球拉到A點保持繩繃直由靜止釋放，當它經過B點時繩恰好被拉斷，小球平拋后落在水平地面上的C點地面上的D點與OB在同一豎直線上，已知繩長，B點離地高度，A、B兩點的高度差，重力加速度g取，不計空氣阻力影響，求：

（1）小球在B點的速度

（2）輕繩所受的最大拉力大小

（3）地面上DC兩點間的距離S．

Answer 1

【答案】（1）．（2）20N．（3）

【解析】

（1）由機械能守恒定律可以求出小球到達B點的速度；

（2）在B位置，由牛頓第二定律可求輕繩所受的最大拉力大小；

（3）繩子斷裂后小球做平拋運動，應用平拋運動規律可以求出s；

（1）從A到B，由機械能守恒定律得：

代入數據解得：；

（2）小球下擺到B點時，繩的拉力和重力提供向心力，
由牛頓第二定律的：，代入數據解的：
根據牛頓第三定律得輕繩所受的最大拉力為20N；

（3）繩子斷后，小球做平拋運動，運動時間為t，
豎直方向：，
水平方向，DC間距離：，
代入數據解得：；