Question

5．长90cm的细绳子，一端拴一个质量为0.1kg的小球，以细绳另一端为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动，取g=10m/s²，则：
（1）若小球通过最低点时速率为3m/s，细绳对小球的拉力大小为多少？
（2）若小球通过最高点时速率为3m/s，细绳对小球的拉力大小又为多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 小球做圆周运动，对小球在最高点和最低点受力分析，然后根据牛顿第二定律列方程可以求出拉力．

解答 解：（1）设在最低点时绳子的张力大小为F₁，则由牛顿第二定律得：
${F}_{1}-mg=m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{l}$
解得：F₁=2N 
（2）设在最高点时绳子的张力大小为F₂，则由牛顿第二定律得：
${F}_{2}+mg=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{l}$
解得：F₂=0    
答：（1）若小球通过最低点时速率为3m/s，细绳对小球的拉力大小为2N；
（2）若小球通过最高点时速率为3m/s，细绳对小球的拉力大小为0．

点评 解决本题的关键搞清向心力的来源，根据牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．