EJU 2024 年度 物理 第 6 题

考点
匀速圆周运动、机械能守恒
领域
力学
难度
简单
标准答案
⑤

解析摘要

标准解析

用能量确定最低点速度,再求张力

研究对象取摆球。摆线长度不变,摆球沿圆弧运动;张力的最大值需要由速度和径向受力共同确定。

  1. 比较释放点与最低点的机械能

    释放时摆球静止。以最低点为重力势能零点,释放点比最低点高

    h=L−Lcos⁡θ0=L(1−cos⁡θ0)h=L-L\cos\theta_0=L(1-\cos\theta_0)

    。

    忽略阻力,重力势能的减少全部转化为动能,因此最低点速度 vv 满足

    12mv2=mgL(1−cos⁡θ0)\frac12 mv^2=mgL(1-\cos\theta_0)

    ,

    即 v2=2gL(1−cos⁡θ0)v^2=2gL(1-\cos\theta_0)。

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