Question

【題目】如圖所示，擺球質量為，讓擺球從圖中的位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點B位置時線被拉斷，設擺線長，懸點到地面的豎直高度為，不計空氣阻力．求：

（1）繩能承受的最大拉力；

（2）擺球落地時的速度．（）

Answer 1

【答案】（1）繩能承受的最大拉力是20N；

（2）擺球落地時的速度是2 m/s．

【解析】試題分析（1）擺球從A位置擺到最低點B位置的過程中，只有重力對擺球做功，其機械能守恒．由機械能守恒定律求出擺球擺到最低點B位置時的速度．擺球經過B位置時，由重力和細線的拉力提供向心力，根據牛頓第二定律求解細繩的拉力．（2）小球從A到D的整個運動過程中，只有重力做功，機械能守恒，根據機械能守恒定律列式即可求解擺球落地時的速度．

（1）擺球由A位置擺到最低點B位置的過程中，由機械能守恒得：

解得：

擺球經B點時，由牛頓第二定律有：

解得：T=20N

（2）小球從A到D的整個運動過程中，只有重力做功，機械能守恒，取地面為參考平面．則得：

解得：