Question

（8分）（辨析題）如圖所示，長為L的輕繩一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球，在最低點給小球一水平初速度v0，同時對小球施加一大小不變，方向始終垂直于繩的力F，小球沿圓周運動到繩水平時，小球速度大小恰好也為v0。求F的大小。

下面是某位同學的分析：

小球在力F的作用下先加速后減速，由對稱性可以判斷，當輕繩向上擺起45°角時小球速度最大，切線方向的加速度為零，此時重力沿切線方向的分力與F等大反向，……。

該同學的分析正確嗎？若正確，請根據該同學的分析思路，求出F的大小。

若不正確，請你分析并求出正確結果。

Answer 1

解析：

不正確。因重力沿切線方向的分力與F等大反向，切線方向的加速度為零，速度達最大的位置不在向上擺起45°角位置。（2分）

正確解答：由動能定理得：

        （4分）

解得                                 （2分）