如图所示,一质量为m的小球,系在长为R的细线一端,线的另一端固定在空间的O点,假定线是不可伸长的,柔

2025-05-17 19:09:57
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回答1:

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
 

1
2
gt2
8
9
R?Rcosθ,其中V0
3
4
gR

联立解得θ=
π
2
,t=
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:
1
2
mV/2
1
2
mV2+mg?R

设此时绳对质点的拉力为T,则T?mg=m
V/2
R
,联立解得:T=
43
9
mg

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
43
9
mg.