Question

【题目】长L＝0.5 m、质量可忽略的杆，其一端固定于O点，另一端连有质量m＝2 kg的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动．当通过最高点时，如图所示，求下列情况下，求杆受到的力，g取10 m/s2)：

(1)当v＝1 m/s时，杆受到小球对它的作用力多大，是什么力？

(2)当v＝4 m/s时，杆受到小球对它的作用力多大，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】仅由重力提供向心力时mg＝ v0=2.2m/s

(1)当v＝1 m/s< v0时，

由牛顿第二定律可得，

小球满足mg－N＝，则N＝mg－＝16 N

由牛顿第三定律可知，杆受到压力N′＝16 N，方向竖直向下．

(2) 当v＝4 m/s> v0时，

由牛顿第二定律可得，

小球满足mg＋F＝，即F＝－mg＝44 N

由牛顿第三定律可知，杆受到压力F′＝44 N，方向竖直向上