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如图所示,一个人用一根长1m、只能承受74N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g=10m/s2)(1

题目详情
如图所示,一个人用一根长 1m、只能承受74N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g=10m/s2) 

(1)绳子断时小球运动的角速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可得,
F-mg=mrω2
所以ω=
F−mg
mr
=8rad/s,
即绳子断时小球运动的角速度的大小是8rad/s.
(2)由V=rω可得,绳断是小球的线速度大小为V=8m/s,
绳断后,小球做平抛运动,
水平方向上:x=V0t    
竖直方向上:h=
1
2
gt2      
代入数值解得 x=8m
小球落地点与抛出点间的水平距离是8m.