问题 计算题

如图所示,质量为m的小球,由长为l的细线系住,细线的另一端固定在A点,AB是A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=l/2,过E作水平线EF,在EF上钉铁钉D。现将小球悬线拉至水平,然后由静止释放,若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动。(不计线与钉子碰撞时的能量损失)求:

(1)若DE=x= l/2,则线能提供的最大拉力是多少?

(2)D点距E点的最短距离是多少?

答案

解:(1)若DE=x=l/2

在最低点

由最初位置到最低点,根据机械能守恒定律

联立解得

(2)设点D'点,小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点,设ED'=x'

在最高点

由最初位置到最高点,根据机械能守恒定律

联立解得

多项选择题
单项选择题