如图所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,当小球在最高点速度为4m/s时,细线的拉

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  • 解题思路:(1)在最高点,根据牛顿第二定律,抓住重力和拉力的合力提供向心力,求出细线的拉力;

    (2)根据最低点的最大拉力,结合牛顿第二定律求出最低点的速度,结合平抛运动的规律求出水平距离的大小.

    在最高点,根据牛顿第二定律得,T+mg=m

    v2

    L,

    解得T=m

    v2

    L−mg=0.5×

    16

    0.4−5N=15N;

    (2)在最低点,根据牛顿第二定律得,F-mg=m

    v12

    L,

    代入数据得,25−5=0.5×

    v12

    0.4,

    解得v1=4m/s,

    根据h-L=

    1

    2gt2得,t=

    2(h−L)

    g=

    2×(2.2−0.4)

    10s=0.6s,

    则x=v1t=4×0.6m=2.4m.

    答:细线的拉力为15N,落地时距O点的距离为2.4m.

    点评:

    本题考点: 向心力;牛顿第二定律.

    考点点评: 本题考查了圆周运动和平抛运动的综合,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.