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    小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质
    量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉．球飞离水平距离d后落地，如图3­4­1所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。
    (1)求绳断时球的速度大小v1，和球落地时的速度大小v2；
    (2)问绳能承受的最大拉力多大？
    (3)改变绳长，使球重复上述运动．若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

    （1）；（2）（3）绳长为0.5d时，水平距离最大，最大值为

    解析试题分析：
    (1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：，所以。根据机械能守恒定律则：，所以
    (2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式，解得。
    (3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有
     得
    绳断后球做平抛运动，竖直位移为,水平位移为x，时间为，有

    得，根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，
    考点：圆周运动、机械能守恒定律、平抛运动
    点评：此类题型综合了物理学上重要的运动模型，并且对数理结合能力有较高的要求。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?无锡一模）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地．如题图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为
    34
    d，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．
    （1）求绳断时球的速度大小 v1和球落地时的速度大小 v2．
    （2）向绳能承受的最大拉力多大？
    （3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水，
    平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为
    34
    d    ，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．求：
    （1）绳断时球的速度大小v1；
    （2）绳能承受的最大拉力；
    （3）改变绳长（绳承受的最大拉力不变），保持手的位置不动，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳恰好断掉，球飞行水平距离d后落地．如图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为
    3
    4
    d，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力，绳能承受的最大拉力为定值．
    （1）求绳断开时小球的速度；
    （2）求绳能承受的最大拉力多大；
    （3）若手的位置始终不变，改变绳长使手与球间的绳长变为
    1
    2
    d    ，要使绳仍在球运动到最低点时恰好断掉，求小球飞行的水平距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为
    34
    d    ，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．求：
    （1）绳断时球的速度大小v1；
    （2）绳能承受的最大拉力；
    （3）球落地的速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

     小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地。如题24图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。

    （1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。

    （2）向绳能承受的最大拉力多大？

    （3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？

     

     

     

     

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