题目内容

一根长为l且不可伸长的轻质细绳,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球.现将小球拉至细绳沿水平方向绷紧的状态,由静止释放小球,如图所示.若不考虑空气阻力的作用,重力加速度为g,则小球摆到最低点A时的速度大小为
2gl
2gl
,此时绳对小球的拉力大小为
3mg
3mg
分析:由静止释放小球,细绳的拉力不做功,机械能守恒,据此定律列式可求得小球摆到最低点A时的速度大小;
在最低点,由重力和细绳拉力的合力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律求解细绳的拉力大小.
解答:解:小球下摆过程,根据机械能守恒定律得:
  mgl=
1
2
mv2

得,小球摆到最低点A时的速度大小为  v=
2gl

在最低点时,根据牛顿第二定律得:T-mg=m
v2
l

联立上两式得:T=3mg
故答案为:
2gl
,3mg
点评:本题是机械能守恒定律和向心力知识的综合,对于此题的结果要理解并记住,T=3mg与细绳的长度无关.
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