问题
计算题
如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为m的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若小球最低点时,杆对球的拉力大小为1.5mg,求:
(1)小球最低点时的线速度大小?
(2)小球通过最高点时,杆对球的作用力的大小?
(3)小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力?
答案
解:(1 )小球过最低点时受重力和杆的拉力作用
由向心力公式知T-G=
解得
(2)小球以线速度通过最高点时所需的向心力
小于,故杆对小球施加支持力FN
小球所受重力G和支持力FN
G -FN=
解得FN=
(3)小球过最高点时所需的向心力等于重力时杆对球不施力
解得