Question

质量为30kg的小孩荡秋千，运动过程中偏离竖直线的最大角度为60度，绳子承受的最大拉力为多少？（不计空气阻力）

Answer

小孩在竖直平面内摆动，只有重力做功，故机械能守恒，可求出最低点速度，在最低点．绳子的拉力最大，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律和第三定律可求出绳子承受的最大拉力．
【解析】
小球从最高点摆到最低点的过程中，机械能守恒，以最低点为重力势能零点，假设绳子长L，有：
mg（L-Lcos60°）=mv2；
故v=①；

在最低点，重力和绳子拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，得，
F-mg=m②；
由①②两式得到，F=2mg；
绳子受到的拉力等于绳子对球的拉力；
故绳子承受的最大拉力为2mg．