Question

【题目】长L=0.5m、质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2 kg的小球，它绕0点在竖直平面内做圆周运动．当通过最高点时，如图13所示，求下列情况下杆受到的力(计算出大小，并说明是拉力还是压力，g取10 m／s2)：

(1)当v=1 m／s时，杆受到的力为多大?是什么力?

(2)当v=4 m／s时，杆受到的力为多大?是什么力?

Answer 1

【答案】（1）16N，方向竖直向下；（2）44N，方向竖直向上；

【解析】试题分析：对小球受力分析，假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F：

根据牛顿第二定律：mg﹣F=

（1）当v=1m/s时，解得：F=mg﹣=16N

故杆子对小球的作用力大小为16N，方向向上．

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力，大小为16N．

（2）当v=4m/s时，解得：F=mg﹣=﹣44N，负号表示力F的方向与题目假设的方向相反，

故杆子对小球的作用力大小为44N，方向向下．

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力，大小为44N．