如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。(1)在水平拉力F的作用...

问题详情：

如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略)。

(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止。画出此时小球的受力图,并求力F的大小。

(2)由图示位置无初速释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力,不计空气阻力。

【回答】

 (1)小球受力如图所示（作图2分）,根据平衡条件得,

水平方向：FTsinα=F,　                  (2分)

竖直方向：FTcosα=mg,　                    (2分)

解得F=mgtanα。　                         (2分)

(2)小球运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒

mgl(1-cosα)=mv2　                                             (3分)

根据牛顿第二定律FT′-mg=  　                         (3分)

解得轻绳对小球的拉力

FT′=mg+=mg(3-2cosα),　                                   (1分)

方向竖直向上。                                          (1分)

知识点：未分类

题型：计算题