如圖所示,把一個小球用細線懸掛起來,就成為一個擺,擺長為l,最大偏角為θ.如果阻力可以忽略,
(1)小球運動到最低位置時的速度是多大?
(2)在最低點,細線的拉力為多大?
分析:小球在擺動的過程中,只有重力做功,機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律求出小球運動到最低位置時的速度大小.在最低點,小球靠重力和拉力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出細線的拉力大。
解答:解(1)由最大偏角θ處下落,到最低點時,豎直的高度差是h=l(1-cosθ)
有機械能守恒定律知
mgh=
1
2
mv2
mgl(1-cosθ)=
1
2
mv2

所以v=
2gl(1-cosθ)

(2)在最低點合外力提供向心力
F=F
F-G=
mv2
l

解得F=3mg-2mgcosθ
答:(1)小球運動到最低位置時的速度是v=
2gl(1-cosθ)

(2)在最低點,細線的拉力為3mg-2mgcosθ.
點評:本題綜合考查了機械能守恒定律和牛頓第二定律,難度不大,需加強這方面的訓練,基礎題.
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