Question

【題目】長L＝0.5 m、質(zhì)量可忽略的桿，其一端固定于O點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量m＝2 kg的小球，它繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)通過最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下，求桿受到的力，g取10 m/s2)：

(1)當(dāng)v＝1 m/s時(shí)，桿受到小球?qū)λ�的作用力多大，是什么力�?/span>

(2)當(dāng)v＝4 m/s時(shí)，桿受到小球?qū)λ�的作用力多大，是什么力�?/span>

Answer 1

【答案】(1) 16N，方向豎直向下；(2) 44N，方向豎直向上

【解析】僅由重力提供向心力時(shí)mg＝ v0=2.2m/s

(1)當(dāng)v＝1 m/s< v0時(shí)，

由牛頓第二定律可得，

小球滿足mg－N＝，則N＝mg－＝16 N

由牛頓第三定律可知，桿受到壓力N′＝16 N，方向豎直向下．

(2) 當(dāng)v＝4 m/s> v0時(shí)，

由牛頓第二定律可得，

小球滿足mg＋F＝，即F＝－mg＝44 N

由牛頓第三定律可知，桿受到壓力F′＝44 N，方向豎直向上