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如图,质量为m=0.2kg的小球固定在L=0.9m的轻杆的一端,杆可绕O点的水平...

如图,质量为m=0.2kg的小球固定在L=0.9m的轻杆的一端,杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动,g=10m/s2,求:

(1)当小球在最高点的速度为多大时,小球对杆的作用力为零;

(2)当小球在最高点的速度分别为6m/s1.5m/s时,杆对小球的作用力的大小和方向;

(3)小球在最高点的速度能否等于零?

 

(1)3m/s(2)6N,方向竖直向下,1.5N,方向竖直向上(3)能 【解析】 小球在最高点时,对小球受力分析,受重力G和杆的弹力N,假定弹力N向下,如图所示,由牛顿第二定律和向心力公式得 (1)由得,当N=0时 得 (2)由得,小球在最高点的速度v2=6m/s时,杆对球的作用力为 “+“说明方向竖直向下 小球在最高点的速度v2=1.5m/s时,杆对球的作用力为 “-“说明方向竖直向上 (3)由于杆可以对小球提供支持力,即当支持力和重力的合力为零时,小球的速度为零  
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