长l=0.5 m,质量可以忽略不计的杆.一端固定于O点.另一端固定有质量m=2 kg的小球.小球绕O点做圆周运动.如图5-6-16所示.当小球通过最高点时.就下列情况讨论杆受到外力多大?并说明是拉力还是压力. 图5-6-16 (1)在最高点时小球的速度v=1 m/s; (2)在最高点时小球的速度v=4 m/s. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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长l=0.5 m,质量可以忽略不计的杆，一端固定于O点，另一端固定有质量m=2 kg的小球，小球绕O点做圆周运动，如图5-6-16所示.当小球通过最高点时，就下列情况讨论杆受到外力多大？并说明是拉力还是压力.

图5-6-16

(1)在最高点时小球的速度v=1 m/s;

(2)在最高点时小球的速度v=4 m/s.

(1)压力，16 N (2)拉力，44 N

解析:

以小球为研究对象，小球受到重力mg和杆对小球的作用力F₁，由于杆对小球的作用力的方向未知，我们不妨先假设其方向和向心加速度的方向是相同的，均为竖直向下，受力情况如右图所示.以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律列方程，有mg+F₁=.

(1)当小球在最高点的速度v=1 m/s时： .

上面计算的结果是负值，表明杆对小球的作用力的方向与假设的方向相反，应是竖直向上的，由此可知小球对杆的作用力是竖直向下的，也就是说杆受到的是压力.

(2)当小球在最高点速度v=4 m/s时：

上面计算的结果是正值，表明杆对小球的作用力的方向与假设的方向相同，是竖直向下的，这样小球对杆的作用力是竖直向上的，即杆受到的是拉力.

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（1）乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小以及所受的拉力大小（结果可用根式表示）.

（2）甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小.

（3）斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留两位有效数字）