一轻质细绳长为l,一端固定于O点,另一端拴着质量为m的小球,小球绕O点在竖直面内做圆周运动,如图所示.求小球运动到最高点

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  • 解题思路:(1)物体恰好做通过最高点,即重力充当向心力时,速度最小,由向心力公式可求得最高点的最小速度;

    (2)由机械能守恒定律可得出小球在最低点的最小速度,再由向心力公式可求得细线对小球的最小拉力;

    当小球通过A点时细线的拉力为零,重力提供向心力时,速度最小,根据向心力公式有:

    mg=m

    vmin2

    l

    解得:vmin=

    gl

    小球从最高点运动到最低点,由机械能守恒定律有:

    2mgl=[1/2]mv2-[1/2]mvmin2

    解得:v=

    5gl

    小球在最低点时根据向心力公式有:

    Tmin-mg=m

    v2

    l

    解得:Tmin=6mg

    答:小球运动到最高点时的最小速度为

    gl,最低点时细线所受的最小拉力为6mg.

    点评:

    本题考点: 向心力.

    考点点评: 小球在竖直面内圆周运动一般会和机械能守恒或动能定理结合考查,要注意临界值的应用及正确列出机械能的表达式.

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