精英家教網(wǎng)如圖,把一個質量為m=0.05kg的小球用細線懸掛起來,就成為一個擺,擺長為L,最大偏角為60°,重力加速度為g,求小球運動到最低點O時對細線的拉力.
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。谧畹忘c,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:由偏角θ為60°釋放小球到最低點時,豎直的高度差是:
  h=l(1-cos60°)=L×(1-0.5)m=0.5L(m)
此過程,根據(jù)機械能守恒定律知:mgh=
1
2
mv2

所以有:v=
2gh
=
2g×0.5L
m/s=
gL
m/s
在最低點O,合外力提供向心力,有:F=F
則得:F-mg=
mv2
L

解得:F=mg+
mgL
L
=2mg=2×0.05×10N=1N
答:小球運動到最低點O時對細線的拉力為1N.
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.
練習冊系列答案
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