以小球为研究对象,设在最高点时杆对小球的作用力大小为F,方向竖直向上.小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律得,mg-F=m
=0,即有F=mg,再由牛顿第三定律得到,小球在最高点时对杆的作用力也为mg,方向竖直向下;
对于球,在最高点时:若v<
时,杆对球的作用力方向竖直向上时,由上得到F=mg-m
,增大小球的初速度,杆对球的作用力F减小,则球对杆的力减小.
若v>
时,杆对球的作用力方向竖直向下时,由mg+F=m
,得F=m
-mg,当速度v增大时,杆对球的作用力F增大,则球对杆的力增大.
本题属于竖直平面内圆周运动临界条件问题,抓住杆能支撑小球的特点,由牛顿第二定律进行分析.