Question

19．如圖所示，質(zhì)量m=0.4kg的小鐵球系在長L=1.0m的輕質(zhì)細(xì)線上，細(xì)線的另一端懸掛在O點(diǎn)，將小球拉直并呈水平狀態(tài)時釋放，試求（取g取10m/s²）
（1）小鐵球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度；
（2）當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)線對小鐵球的拉力．

Answer 1

分析 （1）小球從水平處釋放到最低點(diǎn)的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律列式求出小球運(yùn)動到最低點(diǎn)的速度．
（2）當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，由細(xì)線的拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律求細(xì)線對小鐵球的拉力．

解答 解：（1）小球從水平處釋放，機(jī)械能守恒，則有
  mgL=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
得 v_B=$\sqrt{2gL}$=$\sqrt{2×10×1}$=2$\sqrt{5}$m/s
（2）當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，由牛頓第二定律得
    F-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{L}$
聯(lián)立解得 F=3mg=3×0.4×10N=12N
答：
（1）小鐵球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度是2$\sqrt{5}$m/s；
（2）當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時細(xì)線對小鐵球的拉力是12N．

點(diǎn)評 本題主要考查了機(jī)械能守恒定律以及向心力公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確對物體進(jìn)行受力分析，知道在最低點(diǎn)由合外力提供向心力．