题目内容
【题目】绳子的弹力只能沿绳子指向绳收缩的方向，而杆子的弹力可指向任何方向。如图所示，质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动。g=10m/s2，求：
(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？
(2)当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力的大小与方向？
【答案】（1）3m/s（2）6N，方向竖直向上；1.5N，方向竖直向下
【解析】小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力N，假定弹力N向下，如图所示；
由牛顿第二定律和向心力公式得：
①；
（1）由①式解得：
时的速度
（2）由①式得小球在最高点的速度
时，
杆对球的作用力为
，“+”说明方向竖直向下，
由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小
，方向竖直向上．
由①式得小球在最高点的速度
时，
杆对球的作用力为：
，“-“说明方向竖直向上，由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小
，方向竖直向下．
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