综合题16.0分
物理

如图所示,长 L=0.20m 的不可伸长的轻绳上端固定在 O 点, 下端系一质量 m=0.10kg 的小球(可视为质点),将绳拉至水平位 置,无初速地释放小球。当小球运动至 O 点正下方的 M 点时,绳 刚好被拉断。经过一段时间,小球落到了水平地面上 P 点,P 点 与 M 点的水平距离 x=0.80m,不计空气阻力,取重力加速度 g=10m/s2。求:

23.小球运动至 M 点时的速率 v;

24.M 点距水平地面的高度 h。

25.绳所能承受的最大拉力 F 的大小; 

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)2.0

解析

(1)小球自绳处于水平位置释放到最低点的过程机械能守恒,则有mgL=mv2 解得 m/s



考查方向

抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用

解题思路

(1)因为是曲线运动,所以对小球由机械能守恒或者动能定理列方程求解;

易错点

不应该出错

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

0.8m

解析

设小球自M点到P点的运动时间为t,则h=gt2, x=vt 解得h=0.80m

考查方向

抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用

解题思路

由平抛运动规律求解。

易错点

不应该出错

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

3N

解析

设小球通过最低点时绳的拉力为F′,根据牛顿第二定律有 解得  F′=3.0N 根据牛顿第三定律可知绳所能承受最大拉力F=3N。

考查方向

抛体运动功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用

解题思路

在M点由合力提供向心力可求F;

易错点

不应该出错