Question

如图长l=0.5m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球，它绕O点作圆周运动，当通过最高点时，求下列情况下，当v=1m/s，杆受到的力大小为

16

N；当v=4m/s，杆受到的力大小为

44

N．

Answer 1

分析：小球在最高点，靠重力和杆子弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出杆子对小球的作用力，从而得知杆受到的力的大小．

解答：解：当v=1m/s，设杆子对球的作用力方向向上，有mg-F=m

v2

L

解得，F=mg-m

v2

L

=20-4N=16N  所以杆子受到的力的大小为16N．
当v=4m/s，设杆子对球的作用力方向向下，有mg+F=m

v2

L

解得F=m

v2

L

-mg=64-20N=44N，所以杆子受到的力的大小为44N．
故答案为：16N、44N．

点评：解决本题的关键知道杆子可以表现为拉力，也可以表现为支持力，以及知道做圆周运动，沿半径方向上的合力提供向心力．