题目

一根长为0.2m不可伸长的轻绳系一个质量为200g的小球，使小球做圆周运动．g取10m/s²．
（1）使小球在光滑水平面上做线速度大小为6m/s的匀速圆周运动，求绳子中的拉力；
（2）如果使该小球在竖直平面内做圆周运动，且在最高点的速度大小为6m/s，则绳子所能承受的最大拉力应满足什么条件？

提问时间：2021-02-16

答案

（1）小球在你水平面上做圆周运动，绳子拉力提供向心力，
由牛顿第二定律得：F＝m

V2

L

，代入数据解得：F=36N；
（2）从最高点至最低点过程中，由动能定理得：
mg(2L)＝

1

2

mv22−

1

2

mv12，
在最低点，由牛顿第二定律得：F−mg＝m

v22

L

，
代入数据解得：F=46N，即最大拉力F_m≥46N；
答：（1）绳子中的拉力为36N；
（2）绳子所能承受的最大拉力应满足：F_m≥46N．