Question

长L＝0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2 kg.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1 m/s；

(2)A的速率为4 m/s.(g＝10 m/s²)

 

Answer 1

【答案】

(1) －16 N(2) 44 N

【解析】以A为研究对象，设其受到杆的拉力为F，则有

mg＋F＝m.

 

(1)代入数据v＝1 m/s，可得

F＝m(－g)＝2×(－10)N＝－16 N，

即A受到杆的支持力为16 N．根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为压力16 N.

(2)代入数据v＝4 m/s，可得

F＝m(－g)＝2×(－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.

本题考查的是杆连接物体在竖直平面做匀速圆周运动的问题。熟练掌握其运动规律，分析最高和最低点的受力即可解出此题。