長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量可忽略的桿，其一端固定于O點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量m=2kg的小球，它繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下，桿受到的力（計(jì)算出大小，并說(shuō)明是拉力還是壓力，g取10m/s2）：
（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，桿受到的力多大，是什么力？
（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，桿受到的力多大，是什么力？
分析：由于物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，所以對(duì)小球在最高點(diǎn)受力分析，僅受重力與桿子在豎直方向的做用力，二力的合力提供向心力列牛頓第二定律解決．
解答：解：對(duì)小球受力分析，假設(shè)桿子對(duì)小球的作用力方向豎直向上大小為F：
根據(jù)牛頓第二定律：mg-F=m
v2
L

（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，解得：F=mg-m
v2
L
=16N
故桿子對(duì)小球的作用力大小為16N，方向向上．
根據(jù)牛頓第三定律小球?qū)U子的作用力為向下的壓力，大小為16N．
（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，解得：F=mg-m
v2
L
=-44N，負(fù)號(hào)表示力F的方向與題目假設(shè)的方向相反，
故桿子對(duì)小球的作用力大小為44N，方向向下．
根據(jù)牛頓第三定律小球?qū)U子的作用力為向上的拉力，大小為44N．
答：（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，桿受到的力大小為16N，方向向上，是拉力．
（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，桿受到的力大小為44N，方向向下，是壓力．
點(diǎn)評(píng)：注意當(dāng)無(wú)法確定力的方向時(shí)，可以先假設(shè)到某一方向上，如果解出的結(jié)果為正值，說(shuō)明力就在假設(shè)的方向上，如果解出的結(jié)果為負(fù)值，說(shuō)明力的方向與假設(shè)的方向相反．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m 的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN 和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R=3.0Ω 的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)l=0.5m，質(zhì)量m=1kg，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好．整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T．現(xiàn)使ab 以v0=10m/s 的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)．
（1）使ab棒向右勻速的拉力F 為多少？
（2）若撤掉拉力F，當(dāng)導(dǎo)體棒速度v=5m/s 時(shí)，試求導(dǎo)體棒的加速度大小為多少？
（3）試求從撤掉拉力F 后，直至導(dǎo)體棒ab 停止的過(guò)程中，在電阻R 上消耗的焦耳熱．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值R=3.0Ω的定值電阻．導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)l=0.5m，質(zhì)量m=0.1kg，其電阻r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T．現(xiàn)在恒力F的作用下使導(dǎo)體棒ab以v=10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大��；
（2）ab中電流的大小和方向
（3）恒力F的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，Ⅰ、Ⅱ區(qū)域是寬度均為L(zhǎng)=0.5m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T，方向相反．一邊長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.5Ω的正方形金屬線框，在外力作用下，以初速度v0=10m/s勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域．
（1）取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎�，作出i-t圖象；
（2）求線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中外力做的功；
（3）若不施加外力，確定線框最終停止的位置．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖長(zhǎng)l=0.5m，質(zhì)量可忽略的桿，其下端固定于O點(diǎn)，上端連有質(zhì)量m=2kg的小球，它繞O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，求下列情況下，當(dāng)v=1m/s，桿受到的力大小為
16
16
N；當(dāng)v=4m/s，桿受到的力大小為
44
44
N．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其邊長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量m=0.5kg、電阻R=0.5Ω，M、N分別為線框ad、bc邊的中點(diǎn)．圖示兩個(gè)虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T，PQ為其分界線．線框從圖示位置以速度
V0=2m/s勻速向右滑動(dòng)，當(dāng)MN與PQ重合時(shí)，線框的速度V1=1m/s，此時(shí)立刻對(duì)線框施加一沿運(yùn)動(dòng)方向的水平拉力，使線框勻速運(yùn)動(dòng)直至完全進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．求：
（1）線框由圖示位置運(yùn)動(dòng)到MN與PQ重合的過(guò)程中磁通量的變化量；
（2）線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度的大��；
（3）在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案