Question

【題目】如圖所示的裝置放在水平地面上，輕桿的一端固定在光滑水平轉軸O上，另一端固定一鐵球(視為質點)，鐵球和支架的質量均為m= 10 kg，當鐵球靜止在最低點時，給鐵球一方向水平向右、大小的初速度，鐵球恰好能繞O軸做圓周運動。不計空氣阻力，支架沒有相對地面運動，重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)鐵球到轉軸O的距離;

(2)鐵球運動到最低點(有初速度)時，支架對地面的壓力大小。

Answer 1

【答案】(1) R=2.5m； (2) 鐵球運動到最低點時支架對地面的壓力大小為600N

【解析】

（1）鐵球恰好能做圓周運動，則鐵球運動到最高點時速度為0，由機械能守恒定律可知：

解得：

R=2.5m；

(2)鐵球在最低點時，有：

對支架：

FN=T+mg

代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立解得：

FN=600N

根據(jù)牛頓第三定律，所以鐵球運動到最低點時支架對地面的壓力大小為600N。