如圖所示，長為L的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計(jì)的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，在細(xì)線的下端吊一個質(zhì)量為m的鐵球（可視作質(zhì)點(diǎn)），球離地的高度h=L，當(dāng)繩受到大小為3mg的拉力時就會斷裂�，F(xiàn)讓環(huán)與球一起以的速度向右運(yùn)動，在A處環(huán)被擋住而立即停止，A離右墻的水平距離也為L。不計(jì)空氣阻力，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g。試求：

（1）在環(huán)被擋住而立即停止時繩對小球的拉力大��；

（2）在以后的運(yùn)動過程中，球的第一次碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離是多少？

繩對小球的拉力大小為F=3mg

球的第一次碰撞點(diǎn)距B的距離為


解析:

（1）在環(huán)被擋住而立即停止后小球立即以速率v繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動的向心力公式有

解得繩對小球的拉力大小為F=3mg

（2）根據(jù)上面的計(jì)算可知，在環(huán)被A擋住的瞬間繩恰好斷裂，此后小球做平拋運(yùn)動．

假設(shè)小球直接落到地面上，則

球的水平位移

所以小球先與右邊的墻壁碰撞后再落到地面上

設(shè)球平拋運(yùn)動到右墻的時間為，則

小球下落的高度

所以球的第一次碰撞點(diǎn)距B的距離為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計(jì)的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，在細(xì)線的下端吊一個質(zhì)量為m的鐵球（可視作質(zhì)點(diǎn)），球離地的高度h=L，當(dāng)繩受到大小為3mg的拉力時就會斷裂，現(xiàn)讓環(huán)與球一起以v=
2gL
的速度向右運(yùn)動，在A處環(huán)被擋住而立即停止，A離右墻的水平距離也為L．不計(jì)空氣阻力，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．則：
（1）試通過計(jì)算分析環(huán)在被擋住停止運(yùn)動后繩子是否會斷？
（2）在以后的運(yùn)動過程中，球第一次的碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離是多少？
（3）若球在碰撞過程中無能量損失，則球第二次的碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離又是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球．給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，這樣就構(gòu)成了個圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ．下列說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，長為L的細(xì)繩，一端系有一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，細(xì)繩能夠承受的最大拉力為9mg．現(xiàn)將小球拉至細(xì)繩呈水平位置，然后由靜止釋放，小球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)擺動，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）小球通過O點(diǎn)正下方時，小球?qū)K的拉力．
（2）如果在豎直平面內(nèi)直線OA（OA與豎直方向的夾角為θ）上某一點(diǎn)O′釘一個小釘，為使小球可繞O′點(diǎn)在豎茸水平面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動，且細(xì)繩不致被拉斷，OO′的長度d所允許的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?杭州模擬）如圖所示，長為L的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴住一個小球，在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距2L/3的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子A；把球拉起使細(xì)繩在水平方向伸直，由靜止開始釋放，當(dāng)細(xì)線碰到釘子后的瞬間（細(xì)繩沒有斷），下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，長為L的細(xì)繩，一端系著一只小球，另一端懸于O點(diǎn)，將小球由圖示位置由靜止釋放，當(dāng)擺到O點(diǎn)正下方時，繩被小釘擋�。�(dāng)釘子分別處于圖中A、B、C三個不同位置時，小球繼續(xù)擺的最大高度分別為h1、h2、h3，則（　�。�

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