Question

長(zhǎng)L=0.5m、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=2kg的小球，它繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下小球所受到的力（計(jì)算出大小，并說(shuō)明是拉力還是支持力）．              

（1）v=1m/s                                                       

（2）v=4m/s．                                                     

                                                    

Answer 1

                                                                  

考點(diǎn)：  向心力．

專題：  勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題．

分析：  由于物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，所以對(duì)小球在最高點(diǎn)受力分析，僅受重力與桿子在豎直方向的做用力，二力的合力提供向心力列牛頓第二定律解決．

解答：  解：桿對(duì)球沒(méi)有作用力時(shí)  

（1）v₁=1m/s＜v₀，桿對(duì)球有支持力，

由牛頓第二定律：

得：

（2）v₂=4m/s＞v₀，桿對(duì)球有拉力

由牛頓第二定律：

得：．

答：（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，球受到的力大小為16N，是支持力；

（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，球受到的力大小為44N，是拉力．

點(diǎn)評(píng)：  注意當(dāng)無(wú)法確定力的方向時(shí)，可以先假設(shè)到某一方向上，如果解出的結(jié)果為正值，說(shuō)明力就在假設(shè)的方向上，如果解出的結(jié)果為負(fù)值，說(shuō)明力的方向與假設(shè)的方向相反