Question

长L＝0.5 m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2 kg。现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示．在A通过最高点时，求下列两种情况下A对杆的作用力：

(1)A的速率为1 m/s；

(2)A的速率为4 m/s.( g ＝10 m/s² )

Answer

(1) 16N，方向竖直向下 (2) 44N，方向竖直向上

【解析】

试题分析：以零件A为研究对象，在A通过最高点时，受到重力和杆对其弹力作用，设杆对零件A的弹力方向竖直向下，根据牛顿第二定律得：

(1)当时，可得：

负号说明杆对零件A的弹力方向竖直向上。

根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为压力，大小为16N，方向竖直向下。

(2)当时，可得：

正号说明杆对零件A的弹力方向竖直向下。

根据牛顿第三定律可得A对杆的作用力为拉力，大小为44N，方向竖直向上。

考点：本题考查受力分析、向心力及牛顿运动定律的应用，意在考查考生综合分析问题的能力。