当前阶段:
已知条件
悬点高度 H = 3 m,摆球做圆周运动的高度 h = 2 m,
圆周半径 r = 1 m,绳与竖直方向夹角 θ = 45°
圆锥摆(阶段 1)
mg·tanθ = mv²/r
v = √(gr·tanθ) = √9.8 ≈ 3.13 m/s
平抛(阶段 2)
t = √(2h/g) ≈ 0.64 s
水平射程 d = vt = 2.0 m
结论
平抛初速度 v 沿圆周的切线方向,因此 v ⊥ OB′,
即 ∠OB′P = 90°,△OB′P 为直角三角形。
OP = √(r² + d²) = √5 ≈ 2.24 m
O:悬点在地面的投影 B:绳子断裂处(平抛出发点)
B′:B 在地面的投影 P:落点