题目内容
如图所示,杆长为L,杆的一端固定一个质量为m的小球,杆的质量忽略不计,整个系统绕杆的另一端在竖直平面内做圆周运动,求:
(1)小球在最高点A时速度vA为多大时,才能使杆对小球m的作用力为零?
(2)小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力,且大小F=mg,则小球此时的速度是多少?
(3)如m=0.50kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,则在最高点A时,杆对小球的作用力是多大?是推力还是拉力?

(1)小球在最高点A时速度vA为多大时,才能使杆对小球m的作用力为零?
(2)小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力,且大小F=mg,则小球此时的速度是多少?
(3)如m=0.50kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,则在最高点A时,杆对小球的作用力是多大?是推力还是拉力?
(1)杆对小球m的作用力为零时,小球只受重力,由牛顿第二定律有:
mg=m
得:vA=
,
(2)小球在最高点时:mg+mg=m
得:vA=
(3)最高点,向心力m
=0.16N,方向向下,
重mg=5N,方向向下,则杆对球的作用力方向向上,即为推力:F=4.84N;
答:(1)小球在最高点A时速度vA为
多大时,才能使杆对小球m的作用力为零;
(2)小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力,且大小F=mg,则小球此时的速度是
;
(3)如m=0.50kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,则在最高点A时,杆对小球的作用力是4.84N,是推力.
mg=m
| vA2 |
| R |
得:vA=
| gL |
(2)小球在最高点时:mg+mg=m
| vA2 |
| R |
得:vA=
| 2gL |
(3)最高点,向心力m
| vA2 |
| L |
重mg=5N,方向向下,则杆对球的作用力方向向上,即为推力:F=4.84N;
答:(1)小球在最高点A时速度vA为
| gL |
(2)小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力,且大小F=mg,则小球此时的速度是
| 2gL |
(3)如m=0.50kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,则在最高点A时,杆对小球的作用力是4.84N,是推力.
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