如圖所示,一個(gè)人用一根長(zhǎng)1m,只能承受46N拉力的繩子,拴著一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球,在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),已知圓心O離地面h=21m,轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最底點(diǎn)時(shí)繩子斷了,(g=10m/s
2)求:
(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的線速度多大?
(2)繩斷后,小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離.
(1)對(duì)小球受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和向心力的公式可得:
F-mg=
,
所以有:v=
=
m/s=6m/s(2)繩斷后,小球做平拋運(yùn)動(dòng),速度大小為:v=6m/s,
水平方向上:x=V
0t
豎直方向上:h=
gt
2代入數(shù)值解得:x=6m
答:(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度為6m/s.
(2)繩斷后,小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離為6m.