Question

长为0.5m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球，它绕O点做圆周运动，当通过最高点时，如图所示，求下列情况下，杆受到的力（说明是拉力还是压力）：

（1）当v1=1m/s时；

（2）v2=4m/s时。（g取g=10 m/s²）

 

Answer 1

【答案】

（1）16N（2）44N

【解析】对最高点受力分析，利用牛顿第二定律求解，同时注意应用牛顿第三定律。

（1）当v1=1m/s时，设杆对小球有向下的拉力，大小为F1，则由牛顿定律可得

  ，所以杆对球的作用力大小为16N，负号表示杆对球的作用力向上是

支持力。由牛顿第三定律可知，球对杆有向下的压力，大小为16N。

   （2）（4分）当v2=4m/s时，设杆对小球的向下拉力为F2，则由牛顿第二定律

可得F2+mg= ，所以×0=44N。所以杆

对球向下的拉力大小为44N。由牛顿第三定律可知球对杆向上的拉力大小为44N。