小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內做圓周運動。當球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛離水平距離d后落地，如右圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為
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d,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。
（1）求球落地時的速度大小v₂。
（2）問繩能承受的最大拉力多大？
（3）繩能承受的最大拉力與第（2）小題結果相同的情況下，改變繩長，使球重復上述運動。若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應為多少？最大水平距離為多少？

【答案】見試題解答內容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：120引用：3難度：0.6

相似題

1．如圖所示，光滑圓軌道固定在豎直面內，一輕彈簧一端連接在圓軌道圓心的光滑轉軸上，另一端與圓軌道上的小球相連。開始時小球在圓軌道的最低點處于靜止狀態(tài)，恰好對軌道無壓力?，F(xiàn)使小球獲得水平向右的初速度v₀=6m/s,小球剛好能沿圓軌道通過最高點。已知圓軌道的半徑r=0.6m,輕彈簧原長L₀=0.5m,小球的質量m=0.1kg,取重力加速度g=10m/s²，求：
（1）該彈簧的勁度系數(shù)k；
（2）小球獲得水平向右的初速度后，軌道的最低點對小球的支持力大小F_N：
（3）小球在最高點的速度大小v_min。
發(fā)布：2024/11/5 21:0:2組卷：948引用：5難度：0.5
解析
2．如圖所示，一玩滾軸溜冰的小孩（可視為質點）質量為m=30kg,他在左側平臺上滑行一段距離后平拋，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑豎直圓弧ABC軌道，并沿軌道滑動，已知圓弧半徑為R=1.0m,圓心為O，AO連線與豎直方向夾角為θ=53°，平臺與A點位置的高度差為h=0.8m,OC連線在水平方向上。取g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：
（1）小孩平拋的初速度大??；
（2）小孩運動到圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力大小。
發(fā)布：2024/11/5 11:30:2組卷：898引用：6難度：0.5
解析

3．“摩天輪”是游樂場非常受歡迎的項目。如圖所示，摩天輪在豎直平面內勻速轉動，其半徑為40m,轉動一周的時間為20min,有一質量為50kg的游客在觀光艙中隨摩天輪轉動，計算時取π=3、g=10m/s²，下列說法正確的是（　?。?/h2>

A．游客在運動過程中所受合力不變

B．游客過最高點的速度約為2m/s

C．游客在最低點，觀光艙對游客的作用力約為500N

D．游客在轉動軸等高處，觀光艙對游客的作用力豎直向上

發(fā)布：2024/11/2 20:30:5組卷：65引用：2難度：0.5

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