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如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端,杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动,g=10m/s2,求:(1)小球在最高点的速度v1为多大时,球对杆的作用力为0?(2)当小球在
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| 如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端,杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动,g=10m/s 2 ,求: (1)小球在最高点的速度v 1 为多大时,球对杆的作用力为0? (2)当小球在最高点的速度v 2 =6m/s时,球对杆的作用力和方向. |
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答案和解析
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: N+G=
(1)由①式解得N=0时的速度 v 1 =
(2)由①式得小球在最高点的速度v 2 =6m/s时,杆对球的作用力为: N=
“+“说明方向竖直向下 由牛顿第三定律得:球对杆的作用力大小 N ′ =N=6N,方向竖直向上. 答:球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s,当小球在最高点的速度v 2 =6m/s时,球对杆的作用力大小为6N,方向竖直向下. |
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