Question

【題目】一根長為L=60cm的輕桿一端系著一個小球，圍繞桿的另一端為圓心在豎直平面內做圓周運動。已知球的質量m=0.5kg，g取。

(1)球可以到達最高點的最小速度是多大？此時桿對球的作用力多大？

(2)當球在最高點時的速度為3m/s時，球對桿的作用力多大？方向如何？

Answer 1

【答案】(1)球可以到達最高點的最小速度是0，此時球對桿的作用力為5N，方向豎直向下；(2)桿對球的作用力為2.5N，方向豎直向上

【解析】

(1)桿模型，球可以到達最高點的最小速度為0，根據向心力公式

解得，負號表示方向豎直向上，根據牛頓第三定律

故桿對球的作用力為方向豎直向下。

(2)設桿對球的彈力豎直向下為正方向，對球研究

解得，方向豎直向下，根據牛頓第三定律

故桿對球的作用力為方向豎直向上。