Question

高一物理 如图所示，支架的质量为M，转轴O处用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球，M=3m

如图所示，支架的质量为M，转轴O处用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球，M=3m。小球在竖直平面内做圆周运动，不计空气阻力，若小球恰好通过最高点，求：
（1）小球在最高点的速度 （2）小球在最低点的速度 （3）小球在最低点时绳对小球的拉力
PS：支架的M=3m有什么用，对问题中物体的受力有影响吗？我不太懂支架的作用 谢谢~

Answer 1

(1)由mg=mv^2/L V=(gL)^1/2
小球在最高点的速度 V=(gL)^1/2
(2)由mg2L+1/2mv^2=1/2mv'^2
v'=(5gL)^1/2
小球在最低点的速度v'=(5gL)^1/2
(3)由F-mg=mv'^2/L
F=6mg
小球在最低点时绳对小球的拉力F=6mg
(4)给定M=3m 可以确定 小球在最高点的最大速度
对球 F+mg=mv^2/L
对底座 F≤Mg
v≤2(gL)^1/2

追问

那底座是干嘛的？会影响问题结果吗？

追答

底座起稳定作用，速度超过2(gL)^1/2就飞起来了