Question

【題目】如圖所示，一輛質量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車立柱上固定一條長為L，拴有小球的細繩．質量為m的小球由與懸點在同一水平面處靜止釋放，重力加速度為g，不計阻力．求小球擺動到最低點時細繩拉力的最大值．

Answer 1

【答案】解：當小球擺至最低點時，小球和小車的速度大小分別為v1和v2 ． 取水平向右為正方向，據系統水平方向動量守恒得：
mv1﹣Mv2=0
另據系統的機械能守恒得：
mgL= mv12+ Mv22
得：v1=
v2=
以小車為參考系，
小球擺動到最低點時細繩拉力的最大值T滿足：
解得：
答：小球擺動到最低點時細繩拉力的最大值為 ．
【解析】當小球擺至最低點時，系統水平方向動量守恒，根據動量守恒定律以及系統的機械能守恒列式求出速度，再根據牛頓第二定律求解即可．
【考點精析】掌握動量守恒定律是解答本題的根本，需要知道動量守恒定律成立的條件：系統不受外力或系統所受外力的合力為零；系統所受的外力的合力雖不為零，但系統外力比內力小得多；系統所受外力的合力雖不為零，但在某個方向上的分量為零，則在該方向上系統的總動量的分量保持不變．