Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的擺球，視為質(zhì)點，在恒力F作用下靜止在圖中A點，此時擺線與豎直方向的夾角α=600。現(xiàn)撤去拉力F，擺球由位置A從靜止開始下擺，擺至最低點B點時繩恰好達到最大拉力并被拉斷，繩被拉斷瞬間擺球的機械能無損失。設(shè)擺線長L=1.6m，懸點O與地面C點的距離H=4.8m，若空氣阻力不計，（g取10m/s2）求：

（1）恒力F的大小；

（2）繩的最大拉力Tm的大小；

（3）擺球的落地點距離C點的水平距離x。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）擺球在A點受力平衡可知：

tanα= ①

得F=5N

（2）撤掉F后對擺球從A到B由動能定理，設(shè)擺球在B點時速度大小為vB

mgL(1-cosα)= mvB2 ②

對擺球在B點由牛頓第二定律：Tm-mg= ③

解得vB=4m/s; Tm=10N

（3）繩斷后，擺球以速度vB做平拋運動

H-L=gt2 ④

x=vBt ⑤

解得x=3.2m