Question

长度为L的细线下挂一个质量为m的小球，小球半径忽略不计，现用一个水平力F拉小球使悬线偏离竖直方向θ角并保持静止状态，如图所示
（1）求拉力F的大小；
（2）撤掉F后，小球从静止开始运动到最低点时的速度为多大？绳子拉力为多少？

Answer 1

分析：（1）小球受重力、绳子的拉力和水平力作用处于静止，根据共点力平衡，运用合成法求出拉力F的大小．
（2）根据机械能守恒定律求出小球运动到最低点的速度，再根据牛顿第二定律求出绳子的拉力大小．

解答：解：（1）小球处于静止状态，合外力为零，对其进行受力分析，
如图所示：F=mgtanθ．
（2）根据机械能守恒定律：mgl(1-cosθ)=

1

2

mv2
v=

2gl(1-cosθ)

拉力与重力的合力提供向心力：T-mg=m

v2

l

，
则T=3mg-2mgcosθ．
答：（1）拉力F的大小为mgtanθ．
（2）小球从静止开始运动到最低点时的速度为

2gl(1-cosθ)

，绳子的拉力为3mg-2mgcosθ．

点评：解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律进行求解．