Question

（8分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m 的小球（小球的大小可以忽略）。 （1）

（8分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m 的小球（小球的大小可以忽略）。 （1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为α，小球保持静止。画出此时小球的受力图，并求力F的大小；（2）由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。

Answer 1

（1）F=mgtanα（2） ，方向竖直向上

（1）受力图见右 根据平衡条件，的拉力大小F=mgtanα(2分) （2）运动中只有重力做功，系统机械能守恒     (2分) 则通过最低点时，小球的速度大小         (1分) 根据牛顿第二定律     (1分) 解得轻绳对小球的拉力 ，方向竖直向上   (2分) 本题考查受力平衡的分析和机械能守恒定律、圆周运动规律的应用，静止时小球受到重力、拉力F和绳子的拉力作用，由力的合成可求得拉力F大小，从最高点到最低点只有重力做功，机械能守恒，由此可求得在最低点速度大小，在最低点绳子的拉力和重力提供向心力，由此求得绳子拉力大小