Question

一根長0．5m的細(xì)繩，當(dāng)它受到5N的拉力時(shí)會(huì)被拉斷．現(xiàn)在它的一端拴著一個(gè)質(zhì)量為0．4kg的小球，以另一端為中心，使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求：

(1)繩子被拉斷時(shí)，小球的角速度為多大?拉斷繩子后的小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)?

(2)若使物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)將繩子拉斷的最小線速度是多少?拉斷繩子后的小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)?

Answer 1

答案：
解析：

(1)ω＝5rad/s　　勻速直線運(yùn)動(dòng)； (2)ν＝m/s　　平拋運(yùn)動(dòng)

提示：

提示：(1)繩被拉斷時(shí)，繩的拉力大小為F＝5N．由牛頓第二定律得F＝mrω2，所以，小球的角速度為ω＝＝rad/s＝5rad/s．繩斷后，向心力突然消失，小球所受的合外力為零，所以小球?qū)⒆鰟蛩僦本�運(yùn)動(dòng)． (2)小球經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)，繩子斷了，此時(shí)有F-mg＝m，所以小球的線速度為ν＝＝m/s＝m/s．繩斷時(shí)，小球具有一個(gè)水平方向的初速度，以后又只在重力作用下運(yùn)動(dòng)，所以它將做平拋運(yùn)動(dòng)．