Question

6．一根原长为l₀=0.1m的轻弹簧，一端拴住质量为m=0.5kg的小球，以另一端为圆心在光滑的水平面上做匀速圆周运动，如图所示，角速度为ω=10rad/s，弹簧的劲度系数k=100N/m，求小球做匀速圆周运动所受到的拉力大小．

Answer 1

分析 小球做匀速圆周运动时需要的向心力由弹簧的弹力提供，根据胡克定律和向心力公式列式计算即可求出需要的物理量．

解答 解：设小球做匀速转动时，弹簧的长度为r，此时弹簧产生的拉力为F，由胡克定律知：

F=k（r-l₀）…①
又弹簧的对小球的拉力提供向心力，则：
F=mω²r…②
①②两式联立得，带入数据得：
r=0.2m
则小球做匀速圆周运动所受到的拉力F=10N
答：小球做匀速圆周运动所受到的拉力大小是10N．

点评 此题将弹力与圆周运动结合在了一起，处理时的关键点时弹簧伸长后的长度是小球做圆周运动的半径．