单摆对细线的平均拉力大于自身重力

一、引子

近日参加期中考试监考工作，在走廊里无意间看到一道试题，直觉认为此题并不简单，就简单地分析了一下，发现参考答案与分析结论并不吻合，需要进一步分析研究。

二、试题回放

三、仿真模拟

在WM中构建题目所需的情景，然后给红球一个小小的水平初速度，让红球发生摆动，看看绿球如何运动。

仿真模拟演示结果显示，绿球向上加速运动。

在WM中输出绿球的速度时间图像，可以看出，绿球的速度具有波动性，大趋势是逐渐加速。

在WM中输出绿球的合外力时间图像，可以看出，绿球的合外力具有波动性，但是平均值不为零，可以将绿球的运动分解为一个匀变速直线运动和一个振动的合成。

在WM中输出绿球的位移时间图像，可以看出，绿球的位移时间图像与抛物线十分吻合，与前面的合外力分析相一致。

四、结论

显然，此题的答案为B。

五、辨析

红球在摆动过程中，有时超重，有时失重，但在一个周期内的平均效果是超重的。可以将绿球的运动视为初速度为零的加速直线运动与简谐运动的合成。

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