Question

用一根长为L的细线，一端固定在天花板上的O′点，另一端拴一个质量为m的小球。现使细线偏离竖直方向α角后，从A处无初速度释放小球，如图所示。试求：
（1）小球摆到最低点O时的速度；
（2）小球摆到左方最高点的高度（相对最低点）；
（3）若在悬点正下方P处有一钉子，O′与P之间的距离h=L，小球仍从A处由静止释放，细线碰到钉子后小球绕钉子恰好能在竖直平面内做圆周运动，则细线与竖直方向的夹角α为多大？

Answer 1

解：（1）由机械能守恒得
解得v₀=
（2）h′=L(1-cosα)
（3）设小球到圆周最高点的速度为v，小球由A点到圆周最高点机械能守恒，
有 mg L(1-cosα)=2mgh+，
解得α=。