题目内容
如图质量为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）小球在最高点的速度v1为多大时，球对杆的作用力为0？
（2）当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力和方向．
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，对球在最高点进行受力分析，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解！
解答：解：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：N+G=
①
（1）由①式解得N=0时的速度v1=
=
m/s=3m/s
（2）由①式得小球在最高点的速度v2=6m/s时，杆对球的作用力为：N=
-mg=(
-0.2×10)N=+6N
“+“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 N′=N=6N，方向竖直向上．
答：球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s，当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力大小为6N，方向竖直向下．
由牛顿第二定律和向心力公式得：N+G=
| mv2 |
| r |
（1）由①式解得N=0时的速度v1=
| gL |
| 10×0.9 |
（2）由①式得小球在最高点的速度v2=6m/s时，杆对球的作用力为：N=
| mv2 |
| r |
| 0.2×62 |
| 0.9 |
“+“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 N′=N=6N，方向竖直向上．
答：球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s，当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力大小为6N，方向竖直向下．
点评：本题关键对小球受力分析，找出向心力来源；小球所受的弹力，可假定其方向向下，若解出为正，则为拉力，为负，就是支持力！
练习册系列答案
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