长1.8m的细绳悬挂着质量为2kg的小球,绳的另一端系在离地高3.6m的天花板上.现将小球从贴着天花板开始自由下落,在细绳被拉直的瞬间绳断裂,接着小球竖直下落到地面上,全

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量定理/2022-11-15 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

长1.8 m的细绳悬挂着质量为2 kg的小球,绳的另一端系在离地高3.6 m的天花板上.现将小球从贴着天花板开始自由下落,在细绳被拉直的瞬间绳断裂,接着小球竖直下落到地面上,全过程历时1.2 s.已知小球刚着地时的速度大小为6.5 m/s,不计空气阻力,取g="10" m/s2.求:
(1)细绳刚断裂时小球的速度;
(2)在细绳被拉断的瞬间,绳子受到的平均拉力.

◎ 答案

(1)2.5 m/s.
(2)55 N.

◎ 解析

(1)设细绳断开时小球的速度为v1,着地时的速度为v2.绳断开后,小球做竖直下抛运动,运动距离h="1.8" m,由匀加速直线运动的公式有:
2gh=v22-v12则v12=v22-2gh
v1== m/s="2.5" m/s.
(2)绳断之前,小球自由下落的时间t1=="0.6" s
绳断开后,小球的运动时间t2=="0.4" s
则细绳断裂所经历的时间Δt=t-t1-t2="0.2" s
细绳断裂瞬间,小球受到竖直向上绳的拉力F、竖直向下的重力,绳拉紧前小球的速度:v0=="6" m/s,方向向下;绳断裂时,小球的速度v1="2.5" m/s,方向向下.以向下为正方向,由动量定理有(mg-)Δt=mv1-mv0
由此得=mg+=[2×10+]N="55" N.

◎ 知识点

    专家分析,试题“长1.8m的细绳悬挂着质量为2kg的小球,绳的另一端系在离地高3.6m的天花板上.现将小球从贴着天花板开始自由下落,在细绳被拉直的瞬间绳断裂,接着小球竖直下落到地面上,全…”主要考查了你对  【动量定理】  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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