Question

【题目】一根长为L=60cm的轻杆一端系着一个小球，围绕杆的另一端为圆心在竖直平面内做圆周运动。已知球的质量m=0.5kg，g取。

(1)球可以到达最高点的最小速度是多大？此时杆对球的作用力多大？

(2)当球在最高点时的速度为3m/s时，球对杆的作用力多大？方向如何？

Answer 1

【答案】(1)球可以到达最高点的最小速度是0，此时球对杆的作用力为5N，方向竖直向下；(2)杆对球的作用力为2.5N，方向竖直向上

【解析】

(1)杆模型，球可以到达最高点的最小速度为0，根据向心力公式

解得，负号表示方向竖直向上，根据牛顿第三定律

故杆对球的作用力为方向竖直向下。

(2)设杆对球的弹力竖直向下为正方向，对球研究

解得，方向竖直向下，根据牛顿第三定律

故杆对球的作用力为方向竖直向上。