题目内容

如图所示,一个质量为m的小球,用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方
L2
处钉一铁钉P,把悬线拉到水平方向由静止释放后,当悬线碰到钉子的瞬间,悬线对小球的拉力为
5mg
5mg
分析:小球在下摆过程中,受到线的拉力与小球的重力,由于拉力始终与速度方向相垂直,所以它对小球不做功,只有重力在做功.当碰到钉子瞬间,速度大小不变,根据向心力公式列式即可求解.
解答:解:小球摆下后由机械能守恒可得:mgL=
1
2
mv2
解得:v=
2gL

当悬线碰到钉子的瞬间,小球在最低点时的速度不变,
在最低点由牛顿第二定律有:F-mg=m
v2
r

得:F=mg+m
v2
r
=mg+
2mgL
L
2
=5mg
故答案为:5mg
点评:本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化,再由向心力公式分析绳子上的拉力变化.小球摆到最低点虽与钉子相碰,但没有能量的损失,所以小球速度不变.
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