2.
如图所示,摆球质量为m,摆线长为L,若将小球拉至摆线与水平方向夹300角的P点处,然后自由释放.设重力加速度为g,小球在B处绷直绳子的过程无能量损失,试计算摆球到达最低点时的速度v和摆线中的张力T大小.
分析根据机械能守恒求得速度,然后由牛顿第二定律求得张力.
解答解:摆球从P到最低点的运动过程中只有重力做功,故由机械能守恒可得:$\frac{1}{2}m{v}^{2}=mgL(1+sin30°)=\frac{3}{2}mgL$,所以,$v=\sqrt{3gL}$;
对摆球在最低点应用牛顿第二定律可得:$T-mg=\frac{m{v}^{2}}{L}=3mg$,所以,T=4mg;
答:摆球到达最低点时的速度v为$\sqrt{3gL}$,摆线中的张力T大小为4mg.