(18分)如图所示,一半径为R=1.00m的水平光滑圆桌面,圆心为O,有一竖直立柱,其横截面为圆形,半径为r=0.1m,圆心也在O点。一根长l=0.757m的细轻绳,一端固定在圆柱上的A

◎ 题目

(18分) 如图所示,一半径为R=1.00 m的水平光滑圆桌面,圆心为O,有一竖直立柱,其横截面为圆形,半径为r=0.1 m,圆心也在O点。一根长l=0.757 m的细轻绳,一端固定在圆柱上的A点,另一端系一质量为m=0.075kg的小球,将小球放在桌面上并将绳沿半径方向拉直,再给小球一个方向与绳垂直,大小为v0=4 m/s的初速度。小球在桌面上运动时,绳子将缠绕在圆柱上。已知绳子的张力为T0=2 N时,绳就被拉断,在绳断开前球始终在桌面上运动。试求:

(1)绳刚要断开时,绳的伸直部分的长度为多少;
(2)小球最后从桌面上飞出时,飞出点与开始运动的点B之间的距离为多少。(结果保留3位有效数字)

◎ 答案

(1)0.60m(2)1.58m

◎ 解析


试题分析:(1)因为桌面光滑,绳子一直处于张紧状态,因此小球的速度大小保持不变,设刚要断开时,绳的伸直部分的长度为x,则,解得
(2)绳子刚断开时缠绕在圆柱上的长度为,缠绕部分对应的圆心角为,之后小球做匀速直线运动,到达C点,如图所示。由几何关系可知,

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)如图所示,一半径为R=1.00m的水平光滑圆桌面,圆心为O,有一竖直立柱,其横截面为圆形,半径为r=0.1m,圆心也在O点。一根长l=0.757m的细轻绳,一端固定在圆柱上的A…”主要考查了你对  【运动的合成与分解】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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