輕桿長L=1.5m,以一端為圓心,在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),桿另一端固定一個(gè)質(zhì)量m=1.2Kg的小球,小球通過最高點(diǎn)時(shí)速率v=3.0m/s,已知重力加速度為g=10m/s2.求此時(shí)小球?qū)U的作用力大小及方向.
分析:假設(shè)桿子對(duì)小球的作用力向上,根據(jù)牛頓第二定律,通過豎直方向上的合力提供向心力求出桿子對(duì)小球的作用力的大小和方向.
解答:解:假設(shè)小球受到桿子對(duì)它的彈力豎直向上,根據(jù)牛頓第二定律得,
mg-F=m
v2
L

解得F=4.8N
由于F>0,所以假設(shè)正確.
根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)U的作用力方向豎直向下,大小為4.8N.
答:小球?qū)U的作用力大小為4.8N,方向豎直向下.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵搞清小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.
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(1)繩子的拉力大;
(2)該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.

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