问题 填空题

长L=0.5m、质量可以忽略的杆,一端固定于O点,另一端连有质量m=2Kg的小球,它绕O点做竖直平面内的圆周运动,当通过最高点时,如图所示,求下列情况下小球所受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是支持力).

(1)当v=1m/s时,大小为______N,是______力;

(2)当v=4m/s时,大小为______,是______力.

答案

对小球受力分析,假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F:

根据牛顿第二定律:mg-F=

mv2
L

(1)当v=1m/s时,解得:F=mg-

mv2
L
=16N

故杆子对小球的作用力大小为16N,方向向上.

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力,大小为16N.

(2)当v=4m/s时,解得:F=mg-

mv2
L
=-44N,负号表示力F的方向与题目假设的方向相反,

故杆子对小球的作用力大小为44N,方向向下.

根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力,大小为44N.

故答案为:16,压;44,拉

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