Question

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，一长为L的细线连接一小球后另一端固定在支架顶端的前面，现将细线拉至水平后无初速释放小球，小球将来回摆动，且此过程支架始终不动，则小球在最低位置时，支架对地面的压力大小为

 

．

Answer 1

分析：摆球做的是圆周运动，要根据机械能守恒求出它到最低点时的速度．在最低点，运用牛顿第二定律确定摆球受到的拉力．
支架始终不动，根据平衡条件求解出地面对支架的支持力，由牛顿第三定律求解支架对地面的压力大小．

解答：解：对于摆球：向下摆动的过程，根据机械能守恒定律得：mgL=

1

2

mv2
在最低点，由牛顿第二定律得：T-mg=m

v2

L

联立上两式得：T=3mg
支架始终不动，根据平衡条件得，地面对支架的支持力N=Mg+T=Mg+3mg=（M+3m）g
根据牛顿第三定律得：支架对地面的压力大小N′=N=（M+3m）g．
故答案为：（M+3m）g．

点评：本题考查平衡条件、机械能守恒定律和牛顿运动定律，摆球到达最低点时细线的拉力等于3mg，与摆长无关，是经常用到的结论