如圖所示,一個(gè)人用一根長(zhǎng) 1m、只能承受74N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)做圓周運(yùn)動(dòng),已知圓心O離地面h=6m.轉(zhuǎn)動(dòng)中小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷了.(取g=10m/s
2)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/72f082025aafa40fb5ad0b6ca864034f78f0191c.jpg)
(1)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度多大?
(2)繩斷后,小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少?
(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=mrω
2,
所以ω=
=8rad/s,
即繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度的大小是8rad/s.
(2)由V=rω可得,繩斷是小球的線速度大小為V=8m/s,
繩斷后,小球做平拋運(yùn)動(dòng),
水平方向上:x=V
0t
豎直方向上:h=
gt
2 代入數(shù)值解得 x=8m
小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是8m.