Question

長為0.5m，質量可忽略的桿，其下端固定于O點，上端連有質量m=2kg的小球，它繞O點做圓周運動，當通過最高點時，如圖所示，求下列情況下，桿受到的力（說明是拉力還是壓力）：

（1）當v1=1m/s時；

（2）v2=4m/s時。（g取g=10 m/s²）

 

Answer 1

（1）16N（2）44N

解析:對最高點受力分析，利用牛頓第二定律求解，同時注意應用牛頓第三定律。

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

  ，所以桿對球的作用力大小為16N，負號表示桿對球的作用力向上是

支持力。由牛頓第三定律可知，球對桿有向下的壓力，大小為16N。

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

可得F2+mg= ，所以×0=44N。所以桿

對球向下的拉力大小為44N。由牛頓第三定律可知球對桿向上的拉力大小為44N。