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長度為L=0.50 m的輕質(zhì)細(xì)桿OA,A端有一質(zhì)量為m=3.0 kg的小球,如圖5-3-8所示,小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,通過最高點(diǎn)時小球的速率是2.0 m/s,g取10 m/s2.則此時細(xì)桿OA受到(    )

圖5-3-8

A.6.0 N的拉力                            B.6.0 N的壓力

C.24 N的拉力                             D.24 N的壓力

思路點(diǎn)撥:解法一:設(shè)小球以速率v0通過最高點(diǎn)時,球?qū)U的作用力恰好為零,即mg=mv02/L

v0== m/s= m/s

由于v=2.0 m/s< m/s知過最高點(diǎn)時,球?qū)?xì)桿產(chǎn)生壓力.

圖5-3-9

如圖5-3-9所示為小球的受力情況圖.

由牛頓第二定律mg-FN=mv2/L

FN=mg-mv2/L=3.0×(10-2.02/0.50) N=6.0 N.

解法二:設(shè)桿對小球的作用力為F(由于方向未知,設(shè)為向下)

圖5-3-10

如圖5-3-10所示,由向心力公式得:FN+mg=mv2/L則

FN=mv2/L-mg=3.0×-3.0×10 N=-6 N

負(fù)號說明F的方向與假設(shè)方向相反,即向上.

答案:B


練習(xí)冊系列答案
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5-5-6

A.6.0 N拉力                        B.6.0 N壓力

C.24 N拉力                         D.24 N壓力

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