Question

19．如图所示，质量m=0.4kg的小铁球系在长L=1.0m的轻质细线上，细线的另一端悬挂在O点，将小球拉直并呈水平状态时释放，试求（取g取10m/s²）
（1）小铁球运动到最低点时的速度；
（2）当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力．

Answer 1

分析 （1）小球从水平处释放到最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求出小球运动到最低点的速度．
（2）当小球运动到最低点时，由细线的拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求细线对小铁球的拉力．

解答 解：（1）小球从水平处释放，机械能守恒，则有
  mgL=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
得 v_B=$\sqrt{2gL}$=$\sqrt{2×10×1}$=2$\sqrt{5}$m/s
（2）当小球运动到最低点时，由牛顿第二定律得
    F-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{L}$
联立解得 F=3mg=3×0.4×10N=12N
答：
（1）小铁球运动到最低点时的速度是2$\sqrt{5}$m/s；
（2）当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力是12N．

点评 本题主要考查了机械能守恒定律以及向心力公式的直接应用，要求同学们能正确对物体进行受力分析，知道在最低点由合外力提供向心力．