Question

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，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，杆受到的力多大，是什么力？

(2)当v＝4 m/s时，杆受到的力多大，是什么力？

Answer

(1)16 N 支持力 (2)44 N 拉力

【解析】(1)当v＝1 m/s时，小球所需向心力F1＝＝N＝4 Nmg.显然重力不能提供足够的向心力，则杆对球有一拉力，受力如图所示．

小球满足mg＋T＝即

T＝－mg＝ N－2×10 N＝44 N

由牛顿第三定律可知，小球对杆有一拉力，大小T′＝44 N.

方向竖直向上．

思路分析：根据公式F向＝分析，当v＝ 时，F向＝＝mg，此时杆恰对小球无作用力，向心力只由其自身重力来提供，，当v由 增大时，杆对球的力为拉力，且逐渐增大；当v由减小时，对球的力为支持力，

试题