题目内容

【题目】如图所示,长L=0.50m的轻杆,一端固定于O点,另一端连接质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时,

(1)若v1=1m/s,求此时杆受力的大小和方向;

(2)若v2=4m/s,求此时杆受力的大小和方向.

【答案】(1)16N,方向向下,是压力.

(2)44N,方向向上,是拉力.

【解析】

试题分析:对小球受力分析,假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F:

根据牛顿第二定律:mg﹣F=m

(1)当v=1m/s时,解得:F=mg﹣m=20﹣2×=16N

故杆子对小球的作用力大小为16N,方向向上.

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力,大小为16N.

(2)当v=4m/s时,解得:F=mg﹣m=20﹣2×=﹣44N,负号表示力F的方向与题目假设的方向相反,

故杆子对小球的作用力大小为44N,方向向下.

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力,大小为44N.

答:(1)当v=1m/s时,杆受到的力大小为16N,方向向下,是压力.

(2)当v=4m/s时,杆受到的力大小为44N,方向向上,是拉力.

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