Question

（1）原子弹是利用

 

反应而获得巨大核能，氢弹是利用

 

反应而获得巨大核能．如图所示是国际原子能机构和国际标准化组织公布的新的

 

标志．
（2）如图所示，长L的轻绳系一个质量为m的小球，某同学抓住轻绳上O点使小球在水平面内做角速度ω的圆锥摆运动，求：
①悬线与竖直方向的夹角θ；
②若悬点O离地高OO'=H（H＞L），在某一时刻悬线突然断了，则m的落地点离O'的距离．

Answer 1

分析：（1）核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，前者主要应用在核反应堆中，后者应用在原子弹中；聚变主要应用在氢弹上．
（2）①小球在重力和拉力的合力作用下做匀速圆周运动，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出θ．
②悬线断后，小球将做平抛运动，运用分解法，结合几何关系求解即可．

解答：解：（1）原子弹是利用核裂变反应而获得巨大核能，氢弹是利用核聚变反应而获得巨大核能．如图所示是国际原子能机构和国际标准化组织公布的新的辐射警示标志．
（2）①对小球受力分析，绳子的拉力与小球所受的重力的合力为小球做圆周运动提供向心力．
所以有：mgtanθ=mω²Lsinθ
则：θ=arccos

g

ω2L

②悬线断后，小球将做平抛运动，小球在水平方向的位移有：s=vt
竖直方向上有：H-Lcosθ=

1

2

gt2
所以有：s=ωLsinθ

2(H-Lcosθ)/g

由此可知：小球落地点到o′点的距离为：r=

s2+(Lsinθ)2

=Lsinθ

2ω2(H-Lcosθ)+g g

=

(1- g2 ω4L2 )( 2ω2L2H g -L2)

故答案为：（1）核裂变 核聚变 辐射警示．
（2）①悬线与竖直方向的夹角θ是arccos

g

ω2L

．
②若悬点O离地高OO'=H（H＞L），在某一时刻悬线突然断了，则m的落地点离O'的距离是

(1- g2 ω4L2 )( 2ω2L2H g -L2)

．

点评：解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．