Question

如圖所示，放置在水平地面上的支架質量為M，一長為L的細線連接一小球后另一端固定在支架頂端的前面，現將細線拉至水平后無初速釋放小球，小球將來回擺動，且此過程支架始終不動，則小球在最低位置時，支架對地面的壓力大小為

 

．

Answer 1

分析：擺球做的是圓周運動，要根據機械能守恒求出它到最低點時的速度．在最低點，運用牛頓第二定律確定擺球受到的拉力．
支架始終不動，根據平衡條件求解出地面對支架的支持力，由牛頓第三定律求解支架對地面的壓力大小．

解答：解：對于擺球：向下擺動的過程，根據機械能守恒定律得：mgL=

1

2

mv2
在最低點，由牛頓第二定律得：T-mg=m

v2

L

聯立上兩式得：T=3mg
支架始終不動，根據平衡條件得，地面對支架的支持力N=Mg+T=Mg+3mg=（M+3m）g
根據牛頓第三定律得：支架對地面的壓力大小N′=N=（M+3m）g．
故答案為：（M+3m）g．

點評：本題考查平衡條件、機械能守恒定律和牛頓運動定律，擺球到達最低點時細線的拉力等于3mg，與擺長無關，是經常用到的結論