Question

（15分）一長=0.80m的輕繩一端固定在點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球，懸點(diǎn)距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時小球處于點(diǎn)，此時輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動到點(diǎn)時，輕繩碰到懸點(diǎn)正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計(jì)輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s²。求：

（1）當(dāng)小球運(yùn)動到點(diǎn)時的速度大��；
（2）繩斷裂后球從點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn)，求C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離；
（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力。

Answer 1

（1）（2）（3）

試題分析：（1）設(shè)小球運(yùn)動到點(diǎn)時的速度大小，由機(jī)械能守恒定律得
                 ①（2分）
解得小球運(yùn)動到點(diǎn)時的速度大小
         ②（2分）
（2）小球從點(diǎn)做平拋運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律得
                     ③（2分）
            ④（2分）
解得C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離
      ⑤（2分）
（3）若輕繩碰到釘子時，輕繩拉力恰好達(dá)到最大值F_m，由牛頓定律得
                ⑥（2分）
                      ⑦（2分）
由以上各式解得
                      （1分）