Question

如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，细线另一端固定在天花板上．线长L=0.5m，细线所受拉力达到F=18N时

如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，细线另一端固定在天花板上．线长L=0.5m，细线所受拉力达到F=18N时就会被拉断．当小球从图示位置静止释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断．若此时小球距水平地面的高度h=5m，取g=10m/s2，求：（1）细线刚被拉断时，小球的速度大小；（2）小球落地时，重力的瞬时功率大小．

Answer 1

（1）根据牛顿第二定律得：F-mg=m

v2

L

解得最低点的速度为：v＝

(F?mg)L m

＝

(18?10)×0.5 1

m/s=2m/s
（2）根据vy2＝2gh得，落地时竖直分速度为：vy＝

2gh

＝

2×10×5

m/s=10m/s，
则重力的瞬时功率为：P=mgv_y=1×10×10W=100W．
答：（1）细线刚被拉断时，小球的速度大小为2m/s；
（2）小球落地时，重力的瞬时功率大小为100W．