如圖，小球的質(zhì)量是2kg，細(xì)線長為2m且最大能承受40N的拉力，用細(xì)線把小球

懸掛在O點(diǎn)，O’點(diǎn)距地面高度為4m，如果使小球繞OO’軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動， g=10m/s2

求：（1）當(dāng)小球的角速度為多大時，線剛好斷裂？

（2）斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離？

 

【答案】

（1）（2）

【解析】

試題分析：（1）小球受力如圖示，當(dāng)細(xì)線剛達(dá)到最大值時，

，，

解得，h=1m，

由圓周運(yùn)動規(guī)律， ,

解得 ， .

(2) 斷裂之后作一個平拋運(yùn)動，有，x=vt，

解得

落地點(diǎn)和懸點(diǎn)的水平距離

考點(diǎn)：向心力；平拋運(yùn)動

點(diǎn)評：本題要把整個過程分成兩個階段來研究，即勻速圓周運(yùn)動和平拋運(yùn)動。做圓周運(yùn)動時合外力提供向心力，由繩子拉力最大時的向心力求出對應(yīng)的加速度；還要注意落地點(diǎn)和懸點(diǎn)的水平距離不是平拋的水平位移。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，小球的質(zhì)量是2kg，細(xì)線長為2m且最大能承受40N的拉力，用細(xì)線把小球懸掛在O點(diǎn)，O’點(diǎn)距地面高度為4m，如果使小球繞OO’軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，g=10m/s2
求：（1）當(dāng)小球的角速度為多大時，線剛好斷裂？
（2）斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖A所示的讀數(shù)是
13.55
13.55
mm．如圖B，用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是
0.680
0.680
mm．
（2）碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為c=
|v2-v1|
v20-v10
，其中v10和v20分別是碰撞前兩物體的速度，v1和v2分別是碰撞后兩物體的速度．彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)c=1．非彈性碰撞的c＜1，某同學(xué)借用驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖c所示）驗(yàn)證物體彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1，實(shí)驗(yàn)中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2，（他們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞），且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量．

實(shí)驗(yàn)步驟如下
第一步，安裝實(shí)驗(yàn)裝置，做好測量前的準(zhǔn)備，并記下重垂線所指的位置O．讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)多次，用盡可能小的圓把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落 點(diǎn) 的平均位置．
第二步，把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置．
第三步，用刻度尺分別測量三個落地點(diǎn)的平均位置離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
在上述實(shí)驗(yàn)中，
①P點(diǎn)是
實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)
的平均位置．M點(diǎn)是
小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)
小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)
的平均位置．N點(diǎn)是
小球2碰后落點(diǎn)
小球2碰后落點(diǎn)
的平均位置．
②請寫出本實(shí)驗(yàn)可用線段OP、OM、ON替代兩個小球碰撞前后速度的理由
小球做平拋運(yùn)動的時間相等，水平位移與時間成正比．
小球做平拋運(yùn)動的時間相等，水平位移與時間成正比．

寫出用測量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式
ON-0M
OP
ON-0M
OP

③三個落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離OM、OP、ON與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)？
OP與小球的質(zhì)量無關(guān)，OM和ON也與小球的質(zhì)量有關(guān)
OP與小球的質(zhì)量無關(guān)，OM和ON也與小球的質(zhì)量有關(guān)
．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年山東省濟(jì)寧市微山一中高一上學(xué)期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖，小球的質(zhì)量是2kg，細(xì)線長為2m且最大能承受40N的拉力，用細(xì)線把小球
懸掛在O點(diǎn)，O’點(diǎn)距地面高度為4m，如果使小球繞OO’軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動， g=10m/s2

求：（1）當(dāng)小球的角速度為多大時，線剛好斷裂？
（2）斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離？

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科目：高中物理 來源：2015屆重慶八中高一上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖，小球的質(zhì)量是2kg，細(xì)線長為2m且最大能承受40N的拉力，用細(xì)線把小球懸掛在O點(diǎn)，O’點(diǎn)距地面高度為4m，如果使小球繞OO’軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動， g=10m/s2求：

（1）當(dāng)小球的角速度為多大時，線剛好斷裂？

（2）斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離？

 

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