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4.如图所示,旋转木马被水平钢杆拴住,绕转台的中心轴做匀速圆周 运动.若相对两个木马间的杆长为6m,木马的质量为30kg,骑木马的儿童质量为40kg,当木马旋转的速度为6m/s时,试求:
(1)此时木马和儿童的向心力各由哪个物体提供?
(2)此时儿童受到的向心力是多大?

分析 (1)匀速圆周运动的向心力是由合外力提供的,分析受力来确定即可.
(2)已知儿童的质量、线速度和半径,由公式Fn=m$\frac{{v}^{2}}{r}$求解.

解答 解:(1)木马受骑在木马上的儿童对它的压力、重力和钢杆对它的作用力做匀速圆周运动.木马受到的向心力由钢杆提供;儿童受到木马对他的作用力和重力作用,向心力由木马提供.
(2)儿童所受向心力由木马提供且指向圆心,
由FN=m$\frac{v2}{r}$得:
FN=40×$\frac{62}{3}$ N=480 N.
答:(1)木马受到的向心力由钢杆提供;儿童受到的向心力由木马提供.
(2)此时儿童受到的向心力是480N.

点评 解决本题的关键知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供,根据牛顿第二定律分析和求解.

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