Question

20．如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，線長(zhǎng)0.9m．現(xiàn)將小球拉至使細(xì)線與豎直方向成60°角的位置，然后由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大��；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力．

Answer 1

分析 （1）小球在向下擺動(dòng)的過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大�。�
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)，由合力提供向心力，由牛頓第二定律求細(xì)線對(duì)小球的拉力大�。�

解答 解：（1）小球下擺過(guò)程只有重力做功，故機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知：
  mgL（1-cos60°）=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$        
解得：v=3m/s
（2）小球在最低位置時(shí)受到的拉力和重力的合力提供向心力，則
   T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$                    
解得：T=20N                    
根據(jù)牛頓第三定律可知小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力大小為20N．
答：
（1）小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大小是3m/s；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)對(duì)細(xì)線的拉力是20N．

點(diǎn)評(píng) 本題是機(jī)械能守恒定律和向心力公式的應(yīng)用，要知道系統(tǒng)內(nèi)只有重力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，要明確小球在最低點(diǎn)時(shí)由合力提供向心力，注意細(xì)線的拉力不是向心力．