Question

【題目】如圖，用0.4m長(zhǎng)的輕桿拴住一質(zhì)量為1kg的小球在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過最低點(diǎn)A時(shí)的速度大小為m/s，小球通過最高點(diǎn)B時(shí)桿中的彈力為零（g = 10m/s2）。求：

⑴小球通過A點(diǎn)時(shí)輕桿對(duì)小球的彈力；

⑵小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度大��；

⑶若小球通過B點(diǎn)時(shí)速度大小為1m/s，輕桿對(duì)小球的彈力。

Answer 1

【答案】⑴60N，方向豎直向上　⑵2m/s　⑶7.5N

【解析】

抓住小球恰好通過最高點(diǎn)，繩子拉力為零，結(jié)合牛頓第二定律求出A點(diǎn)的速度，在最低點(diǎn)，根據(jù)拉力和重力的合力提供向心力求出拉力的大小，根據(jù)高度求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合初速度和時(shí)間求出水平位移。

(1) 小球通過最低點(diǎn)A時(shí)，由重力和輕桿拉力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律：

得：

代入可得：T1=60N，方向豎直向上；

(2) 小球通過最高點(diǎn)B時(shí)，小球重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：

代入得：v２= 2m/s；

(3) 小球通過最高點(diǎn)B時(shí)，v3= 1m/s＜2m/s，輕桿對(duì)小球的彈力方向豎直向上

得：

代入可得：T2=7.5N。