Question

如图所示，让质量为0.5㎏小球从图中的A位置由静止开始自由下摆，正好摆到最低点B位置时细线被拉断，此时

如图所示，让质量为0.5㎏小球从图中的A位置由静止开始自由下摆，正好摆到最低点B位置时细线被拉断，此时小球的速度为4m/s，设摆线长l=1.6m，悬点O到地面的竖直高度为H=6.6m，不计空气阻力，g=10m/s2求：（1）细线被拉断之前的瞬间对小球的拉力大小；（2）落地点D到C的距离．（3）小球落地时的速度大小．

Answer 1

（1）摆球经B点时，由牛顿第二定律有：F-mg=m

v 2 B

L

得：F=m（g+

v 2 B

L

）=0.5×（10+

42

1.6

）=10N
（2）设球平抛运动时间为t，则有：H-L=

1

2

gt²
得：t=

2(H?L) g

=

2×5 10

=1s
所以C、D间距：x=v_Bt=4×1m=4m
（3）小球从B到D过程，由机械能守恒得：mg（H-L）=

1

2

m

v

2 D

-

1

2

m

v

2 B

 
得：v_D=

v 2 B +2g(H?L)

=

42+2×10×(6.6?1.6)

m/s=

116

≈10.8m/s
答：（1）细线被拉断之前的瞬间对小球的拉力大小为10N；
（2）落地点D到C的距离为4m；
（3）小球落地时的速度大小为10.8m/s．