。科。网Z。X。X。K
fhR
则OdR
小球做平抛运动的水平位移xRR
竖直位移yhR根据ygt2xv0t
联立以上两式解得圆的半径为R
.
18.如图所示,A、B两小球之间用长10m的细线相连,将两球(可视为质点)相隔10s
先后从足够高的平台边缘同一位置处以60ms的初速度水平抛出,不计空气阻力,g取10ms2,求B抛出后经多长时间A、B两球连线可拉直.
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,两球相隔10s水平抛出,在水平方向上的位移差保持不变,在竖直方向上的位移差逐渐增大,根据(△x)2(△y)2L2求出时间;【解答】解:两球相隔10s水平抛出,在水平方向上的位移差保持不变,在竖直方向上的位移差逐渐增大,设B球抛出t时间后,A、B两球间的连线可拉直.有:△xv0△t60×1m60m,
.
绳子拉直时有(△x)2(△y)2L2,代入得:t13s.答:B抛出后经13s时间A、B两球连线可拉直.
f19.小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行
水平距离d后落地,如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重
力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.(1)求绳断开时球的速度大小v1(2)问绳能承受的最大拉力多大?(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
【分析】(1)绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的高度求出时间,根据水平位移和时间求出绳断时球的速度大小.(2)根据在最低点,合力提供向心力,运用牛顿第二定律求出最大拉力.(3)根据最大拉力,通过牛顿第二定律求出绳断后的速度与绳长的关系,根据平抛运动求出平抛运动水平位移的表达式,通过数学方法二次函数求极值,求出l为多少时,x最大.【解答】解:(1)设绳断后球做平抛运动的时间为t1,
竖直方向上:
,
水平方向上:dv1t1
解得:
.
(2)设绳能承受的最大拉力为Fm,球做圆周运动的半径为:R
解得:
.
(3)设绳长为l,绳断时球的速度为v2.有:
,
解得:
f绳断后球做平抛运动,竖直位移为dl,水平位移为x,时间为t2.竖直方向有:dl
水平方向有:xv2t2.
得x
4
根据数学关系有当l时,x有极大值为:
答:(1)绳断时球的速度大小为
;
(2)绳能承受的最大拉力为
.
(3)要使球抛出的r