Question

10．如图所示，长度为L=0.5m的轻杆其下端固定于转轴O，上端连接质量为M=2.0kg的物体A（可看做质点），物体A随着轻杆一起绕O点在竖直平面内做圆周运动，求A在最高点的速率为4.0m/s时球对轻杆的作用力．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 小球在最高点受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，假设杆子作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律求出作用力的大小，若为正值，为拉力，若为负值，为支持力．

解答 解：杆和球之间恰好无作用力时：
$v=\sqrt{gl}=\sqrt{5}m/s$
V＜4m/s   所以球受的是拉力
则：$N+mg=m\frac{{V}^{2}}{l}$
解得：N=44N
所以由牛顿第三定律知球给杆向上的拉力F=44N
答：在最高点的速率为4.0m/s时球对轻杆的作用力44N

点评 本题关键找出向心力来源后根据向心力公式和牛顿第二定律联立列式求解！