细绳的一端固定,另一端系一质量为m的小球,小球绕绳的固定点在竖直平面做圆周运动.小球在最低点和最高点时细绳对小球拉力的大小相差多少?
问题描述:
细绳的一端固定,另一端系一质量为m的小球,小球绕绳的固定点在竖直平面做圆周运动.小球在最低点和最高点时细绳对小球拉力的大小相差多少?
答
如下图所示:在最高点和最低点对小球进行受力分析有:
根据合力提供圆周运动向心力有:
F1+mg=m
…①
v
21
R
F2-mg=m
…②
v
22
R
在竖直面内做圆周运动,不计空气阻力,小球机械能守恒即有:
mg•2R=
m1 2
-
v
22
m1 2
…③
v
21
由①②③式可解得:
F2-F1=6mg
答:小球在最低点和最高点时细绳对小球拉力的大小相差6mg.