问题 填空题

用轻质尼龙线系一个质量为 0.25kg 的钢球在竖直面内旋转.已知线长为 1.0m,若钢球恰能通过最高点,则球转到最低点时线受到的拉力是______N;若将线换成质量可以忽略的轻杆,为了使球恰能通过最高点,此杆的最大承受力至少应为______N.

答案

(1)钢球恰能通过最高点,此时重力提供向心力,则有:

m

v12
L
=mg①

从最高点到最低点的过程运动由动能定理得:

1
2
mv22-
1
2
mv12=2mgL②

在最低点有:

F-mg=m

v22
L

由①②③代入数据得:F=15N

(2)若换成杆子,球恰能通过最高点时速度等于零,

从最高点到最低点的过程由动能定理得:

1
2
mv32-0=2mgL④

在最低点有:

Fm-mg=m

v32
L

由④⑤代入数据得:

Fm=12.5N

故答案为:15;12.5

单项选择题
单项选择题