如图6-8-22所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量是0.18 kg的小球

如图6-8-22所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量是0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动.当小球的转速增加到原转速的3倍时,细线断开,这时测得线的拉力比原来大40 N.求:

6-8-22

(1)线断开的瞬间,线的拉力;

(2)这时小球运动的线速度;

(3)如果桌面高出地面0.8 m,线断后的小球飞出去落在离桌面的水平距离为多远的地方?

答案

解析:本题属于程序式综合题,利用牛顿第二定律、匀速圆周运动以及平抛运动的知识综合求解.首先分析不同阶段小球的受力及运动情况,依据牛顿第二定律与匀速圆周运动知识求出绳断时的拉力以及此时的速度,而后以此速度作为初速度利用平抛知识求取小球落地距离.

(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用:重力mg、桌面弹力FN和线的拉力F.重力mg和弹力FN平衡.线的拉力等于向心力,F=F=mω2R,设原来的角速度为ω0,线上的拉力是F0,加快后的角速度为ω,线断时的拉力F.则F∶F02∶ω02=9∶1.

又F=F0+40 N,所以F0=5 N,线断时F=45 N.

(2)设线断时小球的速度为v

由F=得v= m/s=5 m/s.

(3)由平抛运动规律得小球在空中运动的时间

 s=0.4 s

小球落地处离开桌面的水平距离s=vt=5×0.4 m=2 m.

相关题目

由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律,因此引
由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律,因此引力场和电场之间有许多相似的性质,在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反
东北三省包括(      ) ①湖北省     ②河北省    
东北三省包括(      ) ①湖北省     ②河北省      ③黑龙江省     ④吉林省     ⑤辽宁省 A.①②③       B.③④⑤       C.
—Sit down,please. — ______. A.Hi                    
—Sit down,please. — ______. A.Hi                         B.Thanks                   C.Hello                     D.Good morning
阅读下图和相关材料,回答下列问题。(12分) 材料一:北
阅读下图和相关材料,回答下列问题。(12分) 材料一:北京时间2005年1月6日我国第13亿个小公民于6日零时2分诞生于北京妇产医院。运用经济、教育、
I think that the        behind the decision is the desire to improve our
I think that the        behind the decision is the desire to improve our customer service. A.budget         B.technique        C.motivation         D.conscience
(2014•威海)关于声现象,下列说法正确的是( ) A.声
(2014•威海)关于声现象,下列说法正确的是( ) A.声波和电磁波一样能在真空中传播B.声音在空气中的传播速度一定是340m/sC.超声波在医学上能
已知AgI胶体粒子能吸附I-,在10 mL 0.01 mol· L-1 KI溶液中滴入8~10
已知AgI胶体粒子能吸附I-,在10 mL 0.01 mol· L-1 KI溶液中滴入8~10滴0.01 mol· L-1 AgNO3溶液后,将溶液装入半透膜袋中,并浸没在蒸馏水中,隔一段时间后,水
在生态系统中,通常每个物种的数量经常处在一个动态变化
在生态系统中,通常每个物种的数量经常处在一个动态变化之中。  (   )  

最新题目