Question

如图所示,长度为l的轻绳上固定在O点,下端系以质量为m的小球.在水平拉力F的作用下,

轻绳与竖直方向的夹角为a，小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力F的大小。
由图示位置无初速度释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力，不记空气阻力。

Answer 1

1.小球受到力F，重力mg和绳的拉力F1的作用（图不好画，故只能把小球的受到的力列出）
由受力平衡，F1*cosa-mg=0
F1*sina-F=0
联立两式的F=mgtana
2.由能量守恒定律：（设最低点为势能零点）mgl(1-cosa)+0=0+1/2mv^2
再由 F2-mg=mv^2/l
由上述两式的v=根号下（2gl(1-cosa))
轻绳对小球的拉力F2=mg(3-2cosa)

Answer 2

1.由受力平衡，F1*cosa-mg=0
                     F1*sina-F=0
联立两式的F=mgtana
2.由能量守恒定律：（设最低点为势能零点）mgl(1-cosa)+0=0+1/2mv^2
再由  F2-mg=mv^2/l
由上述两式的v=根号下（2gl(1-cosa))
轻绳对小球的拉力F2=mg(3-2cosa)