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长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小

网友投稿  2022-09-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10m/s2):
(1)当v=1m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
魔方格

◎ 答案

对小球受力分析,假设杆子对小球的作用力方向竖直向上大小为F:
根据牛顿第二定律:mg-F=m
v2
L

(1)当v=1m/s时,解得:F=mg-m
v2
L
=16N
故杆子对小球的作用力大小为16N,方向向上.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向下的压力,大小为16N.
(2)当v=4m/s时,解得:F=mg-m
v2
L
=-44N,负号表示力F的方向与题目假设的方向相反,
故杆子对小球的作用力大小为44N,方向向下.
根据牛顿第三定律小球对杆子的作用力为向上的拉力,大小为44N.
答:(1)当v=1m/s时,杆受到的力大小为16N,方向向上,是拉力.
(2)当v=4m/s时,杆受到的力大小为44N,方向向下,是压力.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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