有一轻质杆,长l=0.5m,一段固定一质量m=0.5kg的小球,轻杆绕另一端在竖直面内做圆周运动.求：1）当小球运动到最高点的速度大小为4m/s时,求小球对杆的作用力先考虑√gr与v的关系

Question

有一轻质杆,长l=0.5m,一段固定一质量m=0.5kg的小球,轻杆绕另一端在竖直面内做圆周运动.
求：1）当小球运动到最高点的速度大小为4m/s时,求小球对杆的作用力
先考虑√gr与v的关系

Answer 1

在最高点处,设速度为 V0 时,杆对球恰好无作用力.
则有　mg＝m*V0^2 / L
得　V0＝根号（gL）＝根号（10*0.5）＝根号5＝2.236 m/s
可见,现在小球小球运动到最高点的速度大小为 V＝4m/s＞V0
所以杆对小球的作用力是竖直向下的拉力,设这个拉力大小是F
则　mg＋F＝m*V^2 / L
0.5*10＋F＝0.5*4^2 / 0.5
得　F＝11 牛
由牛三知,这时小球对杆的作用力大小是11牛,方向是竖直向上.