Question

5．長90cm的細繩子，一端拴一個質量為0.1kg的小球，以細繩另一端為圓心，使小球在豎直面內做圓周運動，取g=10m/s²，則：
（1）若小球通過最低點時速率為3m/s，細繩對小球的拉力大小為多少？
（2）若小球通過最高點時速率為3m/s，細繩對小球的拉力大小又為多少？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 小球做圓周運動，對小球在最高點和最低點受力分析，然后根據牛頓第二定律列方程可以求出拉力．

解答 解：（1）設在最低點時繩子的張力大小為F₁，則由牛頓第二定律得：
${F}_{1}-mg=m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{l}$
解得：F₁=2N 
（2）設在最高點時繩子的張力大小為F₂，則由牛頓第二定律得：
${F}_{2}+mg=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{l}$
解得：F₂=0    
答：（1）若小球通過最低點時速率為3m/s，細繩對小球的拉力大小為2N；
（2）若小球通過最高點時速率為3m/s，細繩對小球的拉力大小為0．

點評 解決本題的關鍵搞清向心力的來源，根據牛頓第二定律進行求解，難度不大，屬于基礎題．