Question

13．如图所示，长度为L的细线下挂一个质量为m的小球，小球半径忽略不计，现用一个水平力F拉小球，使悬线偏离竖直方向θ角并保持静止状态．
（1）求拉力F的大小；
（2）撤掉F后，小球从静止开始运动到最低点时的速度为多大？

Answer 1

分析 （1）小球受重力、绳子的拉力和水平力作用处于静止，根据共点力平衡，运用合成法求出拉力F的大小．
（2）根据机械能守恒定律求出小球运动到最低点的速度．

解答 解：（1）小球处于静止状态，合外力为零，对其进行受力分析，如图所示：
根据平衡条件得：F=mgtanθ．
（2）根据机械能守恒定律：$mgl（1-cosθ）=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得：v=$\sqrt{2gl（1-cosθ）}$
答：（1）拉力F的大小为mgtanθ；
（2）撤掉F后，小球从静止开始运动到最低点时的速度为$\sqrt{2gl（1-cosθ）}$．

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡、机械能守恒定律进行求解，难度不大，属于基础题．