题目内容
19.长L=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力:(1)A的速率为0.5m/s;
(2)A的速率为4m/s.(g=10m/s2)
分析 小球在最高点受重力和杆子的作用力的合力提供向心力,假设杆子作用力表现为拉力,根据牛顿第二定律求出作用力的大小,若为正值,为拉力,若为负值,为支持力.
解答 解:以A为研究对象,设其受到杆的拉力为F,则有:mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$.
(1)代入数据v=0.5m/s,可得:F=m($\frac{{v}^{2}}{L}$-g)=2×($\frac{0.{5}^{2}}{0.5}$-10)N=-19N,
即A受到杆的支持力为19 N.根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为压力19N.
(2)代入数据v=4 m/s,可得:F=m($\frac{{v}^{2}}{L}$-g)=2×($\frac{{4}^{2}}{0.5}$-10)N=44 N,
即A受到杆的拉力为44 N.根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为拉力44 N.
答:(1)A的速率为0.5m/s,A对杆的作用力为压力,大小为19 N.
(2)A的速率为4m/s,A对杆的作用力为拉力,大小为44 N.
点评 解决本题的关键搞清向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解,本题应注意明确杆的性质,知道杆即可以向下拉物体,也可以向上支持物体,因此要根据向心力公式明确力的方向.
练习册系列答案
相关题目
7.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播,在t与t+0.4s两时刻在x轴上-3m~3m的区间内的波形图如图中同一条图线所示,则下列说法中正确的是( )
A. | 质点振动周期最大周期为0.4s | |
B. | 该波最大波速为10m/s | |
C. | 从t时开始计时,x=2m处的质点比x=2.5m处的质点先回到平衡位置 | |
D. | 在t+0.2s时,x=-2m处的质点位移一定为a |
11.某时刻一列向右传播的波的图象如图所示,由图可判断( )
A. | 该波的波长为10m | |
B. | 介质中质点的振幅为8cm | |
C. | 介质中质点的振幅为4cm | |
D. | 再过半个周期,x=10m处的质点迁移到x=20m处 |