如图所示，一个人用一根长1米、只能承受74N拉力的绳子，系着一个质量为1㎏的小球，在竖直平面内作圆周运动，已知圆心O离地面高h=6米．转动中小球在圆周的最低点时绳子刚好被拉断，绳子的质量忽略不计，g=10m/s2．求：（1）绳子被拉断时，小球运动的速度方向和大小？（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离多大？试题及答案-解答题-云返教育

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如图所示，一个人用一根长1米、只能承受74N拉力的绳子，系着一个质量为1㎏的小球，在竖直平面内作圆周运动，已知圆心O离地面高h=6米．转动中小球在圆周的最低点时绳子刚好被拉断，绳子的质量忽略不计，g=10m/s²．求：
（1）绳子被拉断时，小球运动的速度方向和大小？
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离多大？

试题解答

见解析

解：（1）由题意，绳子被拉断前的瞬间，由牛顿第二定律有
F-mg=m

v²

将F=74N，m=1kg，R=1m代入解得　v=8m/s，方向可能水平向左，也可能水平向右；
（2））绳断后，小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则由平抛运动的规律有
h-R=

gt²
x=vt
解得：x=v

√

2(h-R)

=8×

√

2×(6-1)

=8m
答：（1）绳子被拉断的瞬间，小球的速度v的大小是8m/s，方向可能水平向左，也可能水平向右；
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是8m．

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必修2 沪科版解答题高中物理

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