问题 问答题

如图,摆线长L,摆球质量m,将摆球拉至与悬点O等高处由静止释放,在O点的正下方有一口钉子P,OP=

3
4
L,求:

(1)摆球摆至最低点时的速度?

(2)悬线与钉子接触前瞬间悬线的拉力?

(3)摆球绕着钉子在竖直平面内摆到最高点时的速度多大?

答案

(1)根据动能定理得,mgL=

1
2
mv2

解得v=

2gL

(2)根据牛顿第二定律得,T-mg=m

v2
L

解得T=3mg.

(3)根据机械能守恒定律得,mg

L
2
+
1
2
mv2=
1
2
mv2

解得v′=

gL

小球恰好到达最高点的临界速度mg=m

v02
L
2
,解得v0=
gL
2

因为

gL
gL
2
,所以小球能够到达最高点,到达最高点的速度为
gL

答:(1)摆球摆至最低点的速度为

2gL

(2)悬线与钉子接触前瞬间绳的拉力为3mg.

(3)摆球绕着钉子在竖直平面内摆到最高点时的速度为

gL

单项选择题
单项选择题 B型题