Question

如圖長l=0.5m，質量可忽略的桿，其下端固定于O點，上端連有質量m=2kg的小球，它繞O點作圓周運動，當通過最高點時，求下列情況下，當v=1m/s，桿受到的力大小為

16

N；當v=4m/s，桿受到的力大小為

44

N．

Answer 1

分析：小球在最高點，靠重力和桿子彈力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律求出桿子對小球的作用力，從而得知桿受到的力的大小．

解答：解：當v=1m/s，設桿子對球的作用力方向向上，有mg-F=m

v2

L

解得，F=mg-m

v2

L

=20-4N=16N  所以桿子受到的力的大小為16N．
當v=4m/s，設桿子對球的作用力方向向下，有mg+F=m

v2

L

解得F=m

v2

L

-mg=64-20N=44N，所以桿子受到的力的大小為44N．
故答案為：16N、44N．

點評：解決本題的關鍵知道桿子可以表現為拉力，也可以表現為支持力，以及知道做圓周運動，沿半徑方向上的合力提供向心力．