Question

如圖5-6-9，輕桿OA長ｌ=0.5  m，在A端固定一小球，小球質(zhì)量m=0.5 kg.以O點為軸使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當小球到達最高點時，速度大小為v=0.4 m/s.求在此位置時桿對小球的作用力.(g取10 m/s²)

圖5-6-9

Answer 1

4.84 N

解析:

方法一：先判斷小球在最高位置時，桿對小球有無作用力，若有作用力，判斷作用力方向如何.

    小球所需向心力

    F_向=mv²/ｌ=0.5×(0.4)²/0.5  N=0.16 N

    小球受重力mg=0.5×10 N=5 N

    重力大于所需向心力，所以桿對小球有豎直向上的作用力F.以豎直向下為正方向，對小球有mg-F=F_向

    解得：F=4.84 N.

    方法二：設桿對小球有作用力F，并設它的方向豎直向下，則有mg+F=

    解得：F=-mg=-4.84 N.

    可見桿對小球有作用力，大小為4.84  N，方向與假設的方向相反，即豎直向上.