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如图所示,质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点,O点距地面高度为1m...

如图所示,质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点,O点距地面高度为1m,如果使小球绕OO′轴在水平面内做圆周运动,若细线最大承受拉力为12.5N,求:
(1)当小球的角速度为多大时,线将断裂.
(2)断裂后小球落地点与悬点的水平距离.(g=10m/s2

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(1)小球靠拉力和重力的合力提供向心力,根据几何关系求出最大向心力,根据向心力公式求出最大角速度; (2)绳断裂后,小球做平抛运动,根据平抛运动的基本公式即可求解. 【解析】 (1)小球在水平面内做圆周运动时,由重力G和拉力F的合力提供向心力,当绳子拉力为12.5N时,向心力最大,则有:F合==7.5N 根据几何关系得:r=L•=0.3m 根据向心力公式得: F合=mω2L• 解得:ω=5rad/s (2)绳断裂后,小球做平抛运动,初速度v=ωr=1.5m/s 竖直方向下落的高度h=1-0.5×=0.6m 所以t==s=s 水平位移为x=vt=m 则x==0.6m 答:(1)当小球的角速度为5rad/s时,线将断裂. (2)断裂后小球落地点与悬点的水平距离为0.6m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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