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如圖所示，桿長為l，球的質量為m，桿連球在豎直平面內繞軸O自由轉動，已知在最高點處，桿對球的彈力大小為 $數學公式$ ，求這時小球的瞬時速度大小．

解：桿在高點處，球的重力與桿的彈力的合力提供球的向心力，根據牛頓第二定律，得
（1）若F向上，則mg-F=m $\text{[math]}$ 解得v= $\text{[math]}$
（2）若F向下，則mg+F=m $\text{[math]}$ 解得v= $\text{[math]}$
答：小球的瞬時速度大小可能為 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ．
分析：由題：桿在高點處，球的重力與桿的彈力的合力提供球的向心力，桿對球的彈力大小為 $\text{[math]}$ ，由于F＜mg，其方向可能向上，也可能向下．根據牛頓第二定律列方程求解速度．
點評：對于豎直平面內的圓周運動，輕桿與輕繩模型不同，在最高點時，繩對物體只有向下的拉力，而桿對物體可能施加向下拉力，也可能施加向上的支持力．

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，桿長為l，球的質量為m，桿連球在豎直平面內繞軸O自由轉動，已知在最高點處，桿對球的彈力大小為F=

mg，求這時小球的瞬時速度大小．

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如圖所示，桿長為L，桿的一端固定一個質量為m的小球，桿的質量忽略不計，整個系統繞桿的另一端在豎直平面內做圓周運動，求：
(1) 小球在最高點A時速度v_A為多大時，才能使桿對小球m的作用力為零？
(2) 小球在最高點A時，桿對小球的作用力F為拉力，且大小F=mg,則小球此時的速度是多少？
(3) 如m=0.50kg，L=0.5m，v_A=0.4m/s，則在最高點A時，桿對小球的作用力是多大？是推力還是拉力？