Question

高中物理受力分析 动能定理 牛顿第二定律

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，然后从静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，则从释放至运动到最低点的过程中有（　　）
C．摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）g

这个选项为什么对，我觉得应该是(M-2m)g啊

Answer 1

我盗用楼上的答案，我另外加一点，帮你理解。小球摆到最低点，有了向心速度，T-MG=mv²/L。mv²/L=2mg.所以T=3mg，这是支架拉小球的，小球也会拉支架，力的大小相同。比如你拿根绳子，绳子上放个菜篮子，菜篮子受到你的拉力，菜篮子也会拉你。也就是相互作用力、这个很关键先用动能定理算出最低点小球的速度为v=√（2gL） L为绳长
此时向心力就是mv²/L=2mg
整体受力分析F向=N-(M+m)g
2mg=N-(M+m)g
N=(3m+M)g

Answer 2

摆球运动到最低点的速度可由动能定理或机械能守恒求出：mgh=1/2mv*2，得到v=√（2gL）；在最低点对摆球受力分析和运动分析，受到拉力、重力；做的圆周运动。所以在最低点利用牛二得：FT-G=mv*2/L，求出FT=3mg；最后再分析支架受力，支架受到重力、地面的支持力和绳向下的拉力，且三力合力为零，列出平衡方程：Mg+FT=FN，得出FN=（3m+M）g，再出牛三得出支架对地面压力为FN‘=（3m+M）g。解决多个物体相关联的问题时，一定不要着急，在不是很熟的情况下，一定要用隔离法单个物体进行分析。

追问

支架受到的绳的拉力不是向上的吗 怎么向下...就这一点迷糊了

追答

若支架受到绳子的拉力是向上的，那绳子提供的就是像杆一样的支持力了。绳子的拉力是沿着绳并指向绳收缩的方向，在绳与支架连接处，绳子要向下收缩，所以提供向下的拉力。

Answer 3

先用动能定理算出最低点小球的速度为v=√（2gL） L为绳长
此时向心力就是mv²/L=2mg
整体受力分析F向=N-(M+m)g
2mg=N-(M+m)g
N=(3m+M)g

追问

支架受到的绳的拉力不是向上的吗 怎么向下...就这一点迷糊了

追答

支架收到绳子的拉力是向下的 。。

Answer 4

应该是对的，m在做圆周运动，当在最低点时，m收到的绳子的拉力和重力提供m的向心力，使得绳子的拉力变大了

Answer 5

当m到达最低点时，细线对m的力有向心力F和m的重力，方向垂直向上，
向心力F=（mv²）/r，再由机械能转换公式mgr=mv²/2得
F=2mg
杆对m的拉力=m的重力+向心力F
所以杆收到的力=3mg，方向垂直向下
所以地面受到的压力=（M+3m）g