Question

如图所示，长为R的轻质杆（质量不计），一端系一质量为的小球（球大小不计），绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，若小球最低点时，杆对球的拉力大小为1.5，求：

① 小球最低点时的线速度大小？
②小球通过最高点时，杆对球的作用力的大小？
③小球以多大的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力？

Answer 1

①②③

（1）小球过最低点时受重力和杆的拉力作用，由向心力公式知
T－＝                                     …………（2分） 
解得                                   …………（1分）
2）小球以线速度通过最高点时所需的向心力
                                  …………（1分）
小于，故杆对小球施加支持力F_N的作用，则有
G －F_N＝                                     …………（1分）
解得F_N＝                                     …………（1分）
3）小球过最高点时所需的向心力等于重力时杆对球不施力，
则                                 …………（2分）
解得                                      …………（1分）