Question

如圖所示，長為L的細(xì)繩上端系一質(zhì)量不計(jì)的環(huán)，環(huán)套在光滑水平桿上，在細(xì)線的下端吊一個(gè)質(zhì)量為m的鐵球（可視作質(zhì)點(diǎn)），球離地的高度h=L�，F(xiàn)讓環(huán)與球一起以的速度向右運(yùn)動(dòng)，在A處環(huán)被擋住后立即停止。已知A離右墻的水平距離也為L，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?img width=15 height=17 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/112/40512.gif">，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）在環(huán)被擋住立即停止時(shí)繩對(duì)小球的拉力大��；

（2）若在環(huán)被擋住后，細(xì)線突然斷裂，則在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，球的第一次碰撞點(diǎn)離墻角B點(diǎn)的距離是多少？

Answer 1

（1）F=3mg

（2）

解析:

（1）在環(huán)被擋住而立即停止后小球立即以速率v繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式有：

         （4分）

解得：F=3mg        （2分）

（2）細(xì)繩斷裂后，此后小球做平拋運(yùn)動(dòng)。

    假設(shè)小球直接落到地面上，則： 

    球的水平位移：                        （4分）

    小球先碰到右墻，則

小球下落的高度    

所以球的第一次碰撞點(diǎn)距B的距離為：   （4分）