解:
(1)擺球由A位置擺到最低點B位置的過程中,由機械能守恒定律得
mgl(1-cos60°)=
得到擺球到最低點B位置時的速度v=
=
擺球經過B位置時,根據牛頓第二定律得,T-mg=m
得到 T=mg+m
=2mg=2N
(2)球擺到B點時細線被拉斷后,擺球做平拋運動,平拋運動的高度為h=H-l=5m,由機械能守恒定律得
mgh+
=
得到擺球落地時的速度大小V=
=
代入解得 V=2
≈10.8m/s
將平拋運動分解為水平方向和豎直方向兩個分運動,豎直方向做自由落體運動,則有
h=
水平方向做勻速直線運動,則DC間距離x=vt=v
代入解得x=4m
答:
(1)擺球擺到最低點B位置時線的拉力是2N;
(2)擺球落地時的速度大小是10.8m/s,落地點D到C點的距離是4m.
分析:(1)擺球由A位置擺到最低點B位置的過程中,只有重力對擺球做功,其機械能守恒.由機械能守恒定律求出擺球擺到最低點B位置時的速度.擺球經過B位置時由重力和細線的拉力提供向心力,根據牛頓第二定律求解細線的拉力.
(2)球擺到B點時細線被拉斷后,擺球做平拋運動,平拋運動的高度為h=H-l=5m,再機械能守恒求出小球落地時的速度大。\用運動的分解方法求出平拋運動的水平距離DC.
點評:本題是圓周運動與平拋運動的綜合,采用程度法分析求解.兩個過程機械能都守恒.基礎題.