Question

長(zhǎng)為0.5m，質(zhì)量可忽略的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連有質(zhì)量m=2kg的小球，它繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下，桿受到的力（說(shuō)明是拉力還是壓力）：

（1）當(dāng)v1=1m/s時(shí)；

（2）v2=4m/s時(shí)。（g取g=10 m/s²）

 

Answer 1

【答案】

（1）16N（2）44N

【解析】對(duì)最高點(diǎn)受力分析，利用牛頓第二定律求解，同時(shí)注意應(yīng)用牛頓第三定律。

（1）當(dāng)v1=1m/s時(shí)，設(shè)桿對(duì)小球有向下的拉力，大小為F1，則由牛頓定律可得

  ，所以桿對(duì)球的作用力大小為16N，負(fù)號(hào)表示桿對(duì)球的作用力向上是

支持力。由牛頓第三定律可知，球?qū)�桿有向下的壓力，大小為16N。

   （2）（4分）當(dāng)v2=4m/s時(shí)，設(shè)桿對(duì)小球的向下拉力為F2，則由牛頓第二定律

可得F2+mg= ，所以×0=44N。所以桿

對(duì)球向下的拉力大小為44N。由牛頓第三定律可知球?qū)�桿向上的拉力大小為44N。