题目内容
如图所示,长L=0.5m的轻杆,其下端固定于O点,上端固定有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,求下列情况下,小球通过最高点时杆对小球的力.(g=10m/s2)
(1)当V=1m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
(2)当V=4m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
(1)当V=1m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
(2)当V=4m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
分析:杆子对小球的作用力可以是拉力,也可以是推力,在最高点,杆子的作用力是推力还是拉力,取决于在最高点的速度.在最低点,杆子一定表现为拉力,拉力和重力的合力提供圆周运动的向心力.
解答:解:(1)设在最高点杆子表现为拉力,则有F1+mg=m
解得:F1=2×
-2×10=-16N
负号表示与规定方向相反,
所以此时小球受到杆对它的压力,大小为16N
(2)同理设在最高点杆子表现为拉力,则有F2+mg=m
解得:F2=2×
-2×10=44N
正号表示与规定方向相同
所以此时小球受到杆对它的拉力,大小为44N
答:(1)当V=1m/s时,力的大小是16N,是压力;
(2)当V=4m/s时,力的大小是44N,是拉力.
v12 |
L |
解得:F1=2×
1 |
0.5 |
负号表示与规定方向相反,
所以此时小球受到杆对它的压力,大小为16N
(2)同理设在最高点杆子表现为拉力,则有F2+mg=m
v22 |
L |
解得:F2=2×
16 |
0.5 |
正号表示与规定方向相同
所以此时小球受到杆对它的拉力,大小为44N
答:(1)当V=1m/s时,力的大小是16N,是压力;
(2)当V=4m/s时,力的大小是44N,是拉力.
点评:杆子带着在竖直平面内的圆周运动,最高点,杆子可能表现为拉力,也可能表现为推力,取决于速度的大小,在最低点,杆子只能表现为拉力.
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