质点的运动可分为三个过程:
第一过程:质点做平抛运动.设绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为θ,如图1所示,则
v0t=Rsinθ
gt2=1 2
R?Rcosθ,其中V0=8 9
3 4
gR
联立解得θ=
,t=π 2
4 3
.
R g
第二过程:绳绷直过程.绳棚直时,绳刚好水平,如图2所示.由于绳不可伸长,故绳绷
直时,V0损失,质点仅有速度V⊥,且V⊥=gt=
4 3
.
gR
第三过程:小球在竖直平面内做圆周运动.设质点到达O点正下方时,速度为V′,根据机械能守恒守律有:
mV/2=1 2
mV⊥2+mg?R1 2
设此时绳对质点的拉力为T,则T?mg=m
,联立解得:T=V/2 R
mg.43 9
答:
(1)细线即将伸直时,线与竖直方向的夹角为
.π 2
(2)当小球到达O点的正下方时,小球对细线的拉力是
mg.43 9