Question

【題目】如圖所示，將一個質量為1kg的小球用細線懸掛起來，線長0.9m．現將小球拉至使細線與豎直方向成60°角的位置，然后由靜止釋放，不計空氣阻力，求：

（1）小球運動到最低位置時的速度大�。�
（2）小球運動到最低位置時對細線的拉力．

Answer 1

【答案】
（1）解：小球下擺過程只有重力做功，故機械能守恒，根據機械能守恒定律可知：

mgL（1﹣cos60°）=

解得：v=3m/s

答：小球運動到最低位置時的速度大小是3m/s；

（2）解：小球在最低位置時受到的拉力和重力的合力提供向心力，則

T﹣mg=m

解得：T=20N

根據牛頓第三定律可知小球運動到最低點時對細線的拉力大小為20N．

答：小球運動到最低位置時對細線的拉力是20N．

【解析】（1）小球在向下擺動的過程中只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律可求小球運動到最低點時的速度大小；（2）小球運動到最低位置時，由合力提供向心力，由牛頓第二定律求細線對小球的拉力大小．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用機械能守恒及其條件的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總量保持不變．