Question

【题目】如图所示，将一个质量为1kg的小球用细线悬挂起来，线长0.9m．现将小球拉至使细线与竖直方向成60°角的位置，然后由静止释放，不计空气阻力，求：

（1）小球运动到最低位置时的速度大小；
（2）小球运动到最低位置时对细线的拉力．

Answer 1

【答案】
（1）解：小球下摆过程只有重力做功，故机械能守恒，根据机械能守恒定律可知：

mgL（1﹣cos60°）=

解得：v=3m/s

答：小球运动到最低位置时的速度大小是3m/s；

（2）解：小球在最低位置时受到的拉力和重力的合力提供向心力，则

T﹣mg=m

解得：T=20N

根据牛顿第三定律可知小球运动到最低点时对细线的拉力大小为20N．

答：小球运动到最低位置时对细线的拉力是20N．

【解析】（1）小球在向下摆动的过程中只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律可求小球运动到最低点时的速度大小；（2）小球运动到最低位置时，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求细线对小球的拉力大小．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用机械能守恒及其条件的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握在只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变．