单摆过程中,绳的拉力是向心力与克服重力需要的力的合力。
在整个过程中,可以看做质点(物体)的速度V和运动半径R不变。
根据向心力公式F=mv^2 /R
所以向心力大小保持不变。
运动到最下端时,克服重力需要的力与重力相等。
其他情况,克服重力需要的力都小于重力,且最高点时最小。
所以最低点时拉力最大,最高点时拉力最小。
当摆线与竖直方向成Q角时
拉力T-重力在摆线方向的分力mgcosQ=向心力mV^2/L
T=mV^2/L+mgcosQ
下摆时,Q减少,V增大(重力势能转化为动能),mgcosQ 增大,T增大
在最低点,拉力T最大,此时V最大,mgcosQ=mg
在最高点,向心力mV^2/L=0,拉力T最小
在最低点时拉力最大,T=mg+mV²/L
在最高点速度为零时,T最小。
沿绳方向的合力提供向心力,速度越大,需要的向心力越大,所需要的拉力越大。