Question

如图所示，长l=0.8m的细线上端固定在O点，下端连结一个质量为m=0.4kg的小球，悬点O距地面的高度H=3.55m，

Answer 1

（1）细线拉断前，小球下落过程机械能守恒：

mgl=[1/2]mv₁²

得v₁=

2gl=4 m/s，方向竖直向下．

设细线断后球速为v₂，方向竖直向下，由

H-l=v₂t+[1/2]gt²，

可得：v₂=3 m/s，方向竖直向下．

（2）设细线的平均张力为F，方向竖直向上．取竖直向上为正方向，由动量定理可得：

（F-mg）△t=-mv₂-（-mv₁）

F=

mv1−mv2

△t+mg=8 N．

答：（1）细线拉断前后的速度大小和方向分别为：4 m/s，方向竖直向下和3 m/s，方向竖直向下；

（2）细线的平均张力大小8N．