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如图所示,长L=0.5m的轻杆,其下端固定于O点,上端固定有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,求下列情况下,小球通过最高点时杆对小球的力.(g=10m/s2
(1)当V=1m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
(2)当V=4m/s时,力的大小是多少?是拉力还是压力?
分析:杆子对小球的作用力可以是拉力,也可以是推力,在最高点,杆子的作用力是推力还是拉力,取决于在最高点的速度.在最低点,杆子一定表现为拉力,拉力和重力的合力提供圆周运动的向心力.
解答:解:(1)设在最高点杆子表现为拉力,则有F1+mg=m
v12
L

解得:F1=
1
0.5
-2×10
=-16N
负号表示与规定方向相反,
所以此时小球受到杆对它的压力,大小为16N
(2)同理设在最高点杆子表现为拉力,则有F2+mg=m
v22
L

解得:F2=
16
0.5
-2×10
=44N
正号表示与规定方向相同
 所以此时小球受到杆对它的拉力,大小为44N
答:(1)当V=1m/s时,力的大小是16N,是压力;
(2)当V=4m/s时,力的大小是44N,是拉力.
点评:杆子带着在竖直平面内的圆周运动,最高点,杆子可能表现为拉力,也可能表现为推力,取决于速度的大小,在最低点,杆子只能表现为拉力.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长l=0.5m,质量可忽略的细绳,其下端固定于O点,上端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动,取g=10m/s2,当它恰好通过最高点时最高点的速率为
5
5
m/s;当它在最高点的速度大小为v=5m/s时,绳子的拉力大小为
80
80
N.

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如图所示,长L=0.80m、电阻r=0.30Ω、质量m=0.10kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上,导轨由两条平行金属杆组成,已知金属杆表面光滑且电阻不计,导轨间距也是L,金属棒与导轨接触良好.量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,在导轨左端接有阻值R=0.50Ω的电阻,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R两端,垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现以向右恒定的外力F=1.6N使金属棒向右运动,当金属棒以最大速度v在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.
(1)试通过计算判断此满偏的电表是哪个表.
(2)求磁感应强度的大小.
(3)在金属棒ab达到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后电阻R消耗的电能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长l=0.8m的细线上端固定在O点,下端连结一个质量为m=0.4kg的小球,悬点O距地面的高度H=3.55m,开始时将小球提到O点而静止,然后让它自由下落,当小球到达使细线被拉直的位置时,刚好把细线拉断,再经过t=0.5s落到地面,如果不考虑细线的形变,g=10m/s2,试求:
(1)细线拉断前后的速度大小和方向;
(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为0.1s,试确定细线的平均张力大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,长l=0.8m的细绳上端固定,下端系一个质量为m=0.1kg的小球,将小球拉至与O点同高度的A点,然后由静止释放,不计各处阻力,求:
(1)小球通过最低点时的速度大小为多少?
(2)小球通过最低点时,细绳对小球的拉力多大?

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