Question

如圖所示，在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B，相距20cm．用一根長(zhǎng)1m的細(xì)繩，一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小球，另一端固定在釘子A上，開始時(shí)球與釘子A，B在一直線上．然后使小球以2m/s的速率在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若繩子能承受的最大拉力為4N，那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少？

Answer 1

答案：
解析：

設(shè)臨界條件下的最小半徑為rmin， 　　則有：Fm＝mv2/rmin， 　　所以rmin＝mv2/Fm＝(0.5×22/4)m＝0.5m． 　　繩第一次碰釘子后半徑變?yōu)?.8m，第二次碰釘子后半徑減為0.6m，第三次碰釘子后半徑減為0.4m＜0.5m，故繩子在第三次碰到釘子后就被拉斷．所以球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 　　　　    t＝＋＋＝＋＋ 　　　　　　 ＝(1＋0.8＋0.6)s＝3.768s．