Question

如圖所示，長(zhǎng)度l=0.50m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端固定一個(gè)質(zhì)量m=3.0kg的小球，小球以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0m/s，g取10m/s²，試問(wèn)：                                                        

（1）通過(guò)計(jì)算，判斷此時(shí)細(xì)桿OA受到彈力的方向；                                                      

（2）此時(shí)細(xì)桿OA受到的彈力大�。�                                                                              

                                                                                                           

                                                                                                                                       

Answer 1

（1）設(shè)桿轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)球恰好對(duì)桿的作用力為零時(shí)，球的速率為v₀，則有

mg=m

其中R=l=0.50 m，

則v₀== m/s＞2.0 m/s

可見球受到支持力作用

由牛頓第三定律知，細(xì)桿OA受到彈力的方向豎直向下

（2）設(shè)球受的支持力為F_N．

對(duì)小球mg﹣F_N=m

所以F_N=mg﹣m=30﹣N=6.0 N．

由牛頓第三定律知，桿受到的壓力大小

F_N′=F_N=6.0 N

答：（1）細(xì)桿OA受到彈力的方向豎直向下

（2）此時(shí)細(xì)桿OA受到的彈力大小為6.0N．