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计算题
如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动；圆周运动的水平面与悬点的距离为h，与水平地面的距离为H。若细线突在A处断裂，求小球在地面上的落点P与A的水平距离。

本题信息：2012年新疆自治区期中题物理计算题难度较难来源:马凤霞
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本试题 “如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动；圆周运动的水平面与悬点的距离为h，与水平地面的距离为H。若细线突在A处断裂，求...” 主要考查您对
平抛运动

圆锥摆
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平抛运动
圆锥摆

平抛运动的定义：

将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。

平抛运动的特性：

以抛出点为坐标原点，水平初速度V₀，竖直向下的方向为y轴正方向，建立如图所示的坐标系，在该坐标系下，对任一时刻t：

①位移
分位移（水平方向），（竖直方向）；
合位移，（φ为合位移与x轴夹角）。
②速度
分速度（水平方向），V_y=gt（竖直方向）；
合速度，（θ为合速度V与x轴夹角）。
③平抛运动时间：（取决于竖直下落的高度）。
④水平射程：（取决于竖直下落的高度和初速度）。

类平抛运动：

(1)定义当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时，物体做类平抛运动。
(2)类平抛运动的分解方法
①常规分解法：将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动，两分运动彼此独立，互不影响，且与合运动具有等时性。
②特殊分解法：对于有些问题，可以过抛出点建立适当的直角坐标系，将加速度分解为，，初速度分解为，然后分别在x、y方向上列方程求解。
(3)类平抛运动问题的求解思路
根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题——求出物体运动的加速度——根据具体问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解。
(4)类抛体运动
当物体在巨力作用下运动时，若物体的初速度不为零且与外力不在一条直线上，物体所做的运动就是类抛体运动。
在类抛体运动中可采用正交分解法处理问题，基本思路为：
①建立直角坐标系，将外力、初速度沿这两个方向分解。
②求出这两个方向上的加速度、初速度。
③确定这两个方向上的分运动性质，选择合适的方程求解。

圆锥摆的知识：

圆锥摆模型的结构特点——一根质量和伸长可以不计的线，系一个可以视为质点的摆球，在水平面内做匀速圆周运动，且在摆线沿顶点位置不变的圆锥面上运动。

圆锥摆的特点：

1、圆锥摆模型的受力特点——只受两个力：竖直向下的重力（mg）和沿摆线方向的拉力（F），二力的合力就是摆球做圆周运动的向心力（F_n），如图所示。

2、向心力和向心加速度的计算
设摆球的质量为m，摆长为l，与竖直方向的夹角为θ，摆球的线速度、角速度、周期和频率依次为v、ω、T和f。如图所示，根据不同的条件
向心力可以表示为：；
向心加速度可表示为：。
3、摆线拉力的计算计算
摆线的拉力，有两种基本思路：
①当θ角已知时，；
②当θ角未知时，。
4、周期T、频率f和角速度ω的计算
根据向心加速度公式，有，，。式中为摆球的轨道平面到悬点的距离，即圆锥摆的高度。由这些公式可知，高度相同的圆锥摆，即等高圆锥摆的T、f和ω相等，与m、l和θ无关。
5、漏斗摆：物体在光滑的漏斗形容器内壁的某水平面上做匀速圆周运动。漏斗摆的力学特点：物体只受两个力，竖直向下的重力mg，垂直于漏斗壁的弹力，两个力的合力水平指向转轴，其向心力。如图所示。

①向心加速度的计算
，θ角一定，故a_n恒定。
②周期T、角速度ω、线速度v的计算（设匀速圆周运动的平面离漏斗尖端距离为h）
由，得；
由，得；
由，得。
可见，h增大，线速度增大，角速度减小，周期增大。