单摆摆长为L 摆球质量为m 在最高点时 摆线与竖直方向成a角 此时摆球所受合力为?

问题描述:

单摆摆长为L 摆球质量为m 在最高点时 摆线与竖直方向成a角 此时摆球所受合力为?
摆球所受向心力大小为?摆球往返运动时,摆线上最大张力为?

单摆摆动中,合力存在沿半径的分量和沿切线的分量,在任意一个时刻,总有:
半径方向:T-mgcosa=ma向=m·v·v/L
切线方向:mgsina=ma切
在最高点,由于v=0,相当于此时半径方向是平衡的.因此此时的合力就是F合=F切=mgsina,此时的向心力 F向=0
在摆动过程中,有半径方向的式子可知,当cosa最大时,即当摆球位于最低点时(此时a=0),线的张力最大.T-mg=m·v·v/L
摆动中机械能守恒,有mgL(1-cosa)=m·v·v/2
联立可求得T=mg(3-2cosa)mg(L-Lcosa)是重力做的功么?? 都有什么力作功阿?为什么是的,整个摆动过程中,只有重力做功,绳拉力总是垂直于速度,不做功,空气阻力等一般不计。