题目内容
一轻质细绳长为 l ,一端固定于 O 点,另一端拴着质量为 m 的小球,小球绕 O 点在竖直面内做圆周运动,如图所示。求小球运动到最低点时细线所受的最小拉力。
解:当小球恰好能通过最高点的状况下,它到最低点时细线所受的拉力最小。小球在竖直面内做圆周运动时,通过最高点的最小速度为v1,则
mg=①
小球到达最低点时的速度为v2,根据机械能守恒定律得
+2mgl=②
小球到达最低点时受到重力和绳的拉力,则
F-mg=③
由①②③解得F=6mg④
由牛顿第三定律得,小球对细线的最小拉力大小为6mg,方向竖直向下。
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