Question

13．如圖所示，質(zhì)量m=1kg的小球用細(xì)線拴住，線長(zhǎng)l=0.5m，細(xì)線所受拉力達(dá)到F=18N時(shí)就會(huì)被拉斷，當(dāng)小球從圖示位置釋放后擺到懸點(diǎn)的正下方時(shí)，細(xì)線恰好被拉斷．重力加速度g=10m/s²．小球落地處到地面上P點(diǎn)的距離為2m，求細(xì)線剛好斷開時(shí)小球距水平地面的高度h為多少（P點(diǎn)在懸點(diǎn)的正下方）

Answer 1

分析 小球擺到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線恰好被拉斷，細(xì)線的拉力達(dá)到F=18N，由重力和拉力的合力提供向心力求出小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度．細(xì)線被拉斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，由水平位移求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再求解細(xì)線剛好斷開時(shí)小球距水平地面的高度h．

解答 解：球擺到最低點(diǎn)時(shí)，由F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：v=2m/s
小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=$\frac{x}{v}=\frac{2}{2}=1s$，
則細(xì)線剛好斷開時(shí)小球距水平地面的高度h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}=\frac{1}{2}×10×1=5m$
答：細(xì)線剛好斷開時(shí)小球距水平地面的高度h為5m．

點(diǎn)評(píng) 本題是向心力知識(shí)、牛頓第二定律和平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)的綜合，知道細(xì)線被拉斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，比較簡(jiǎn)單．