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如图所示,用轻绳系住质量为m的小球,使小球在竖直平面内绕点O做圆周运动.小球做圆...

如图所示,用轻绳系住质量为m的小球,使小球在竖直平面内绕点O做圆周运动.小球做圆周运动的半径为L.小球在最高点A的速度大小为v.求:
(1)小球在最高点A时,绳子上的拉力大小;
(2)小球在最低点B时,绳子上的拉力大小.

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(1)小球在最高点时,由重力和轻绳的拉力的合力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律求解绳子的拉力大小. (2)小球从A点到B点运动过程遵从机械能守恒,由机械能守恒定律求出小球经过最低点时的速度,再牛顿第二定律求解小球在最低点B时,绳子上的拉力大小. 【解析】 (1)小球在A点受力如图1所示.重力与绳子拉力F1的合力提供小球向心力,根据牛顿第二定律有          mg+F1= 所以,拉力F1=-mg (2)小球从A点到B点运动过程,根据机械能守恒,有     +2mgL, 所以,vB= 小球在B点受力如图2所示,重力与绳子拉力F2的合力提供小球向心力,则有     F2-mg= 所以,F2=+5mg. 答: (1)小球在最高点A时,绳子上的拉力大小是-mg; (2)小球在最低点B时,绳子上的拉力大小是+5mg.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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