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如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动。
(1)若小球通过轨道最高点a处的速度为v1=1m/s时,求球对细杆作用力;
(2)若小球通过轨道最高点a处的速度为v2=3m/s时,求球对细杆作用力。(g=10m/s2
(1)球对杆的作用力大小为24N,方向沿杆向下
(2)球对杆的作用力大小为24N,方向沿杆向上
解:小球运动至最高点若只受重力作用
根据牛顿第二定律
----------------------------------------------1分
代入数值解得---------------------------------1分
(1)  因为 ,所以小球受力如图
              根据牛顿第二定律
----------------------------------2分
代入数值解得--------------------------------1分
根据牛顿第三定律,球对杆的作用力大小为24N,方向沿杆向下。----------1分
(2)  因为 ,所以小球受力如图
根据牛顿第二定律
              
------------------------------2分
代入数值解得-------------------------------1分
根据牛顿第三定律,球对杆的作用力大小为24N,方向沿杆向上。--------------1分
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