Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的擺球，視為質(zhì)點(diǎn)，在恒力F作用下靜止在圖中A點(diǎn)，此時(shí)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(kāi)始下擺，擺至最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)繩恰好達(dá)到最大拉力并被拉斷，繩被拉斷瞬間擺球的機(jī)械能無(wú)損失。設(shè)擺線長(zhǎng)L=1.6m，懸點(diǎn)O與地面C點(diǎn)的距離H=4.8m，若空氣阻力不計(jì)，（g取10m/s2）求：

（1）恒力F的大��；

（2）繩的最大拉力Tm的大�。�

（3）擺球的落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離x。

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）擺球在A點(diǎn)受力平衡可知：

tanα= ①

得F=5N

（2）撤掉F后對(duì)擺球從A到B由動(dòng)能定理，設(shè)擺球在B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB

mgL(1-cosα)= mvB2 ②

對(duì)擺球在B點(diǎn)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(yùn)動(dòng)

H-L=gt2 ④

x=vBt ⑤

解得x=3.2m