Question

【题目】如图所示的装置放在水平地面上，轻杆的一端固定在光滑水平转轴O上，另一端固定一铁球(视为质点)，铁球和支架的质量均为m= 10 kg，当铁球静止在最低点时，给铁球一方向水平向右、大小的初速度，铁球恰好能绕O轴做圆周运动。不计空气阻力，支架没有相对地面运动，重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)铁球到转轴O的距离;

(2)铁球运动到最低点(有初速度)时，支架对地面的压力大小。

Answer 1

【答案】(1) R=2.5m； (2) 铁球运动到最低点时支架对地面的压力大小为600N

【解析】

（1）铁球恰好能做圆周运动，则铁球运动到最高点时速度为0，由机械能守恒定律可知：

解得：

R=2.5m；

(2)铁球在最低点时，有：

对支架：

FN=T+mg

代入数据，联立解得：

FN=600N

根据牛顿第三定律，所以铁球运动到最低点时支架对地面的压力大小为600N。