Question

如图所示，杆长为L=0.5m，杆的一端固定一质量为m=0.5kg的小球，杆的质量忽略不计，整个系统绕杆的另一端在竖直平面

Answer 1

解题思路：（1）杆对小球的作用力为零时，重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出小球的速度．

（2）根据小球在最高点，径向的合力提供向心力，求出绳子的张力大小．

（1）杆对小球的作用力为零时，重力提供向心力，则：mg=m

v12

L得：v=

gL＝

10×0.5＝

5m/s

（2）球在最高点有：T+mg=m

v22

L得：T=0.5×

0．42

0.5-5=-4.84N，负号表示方向向上．

答：（1）小球在最高点时速率v₁为

5m/s时，才能使杆对小球的作用力为零；

（2）当小球在最高点时的速度为v₂=0.4m/s时，杆对小球的作用力大小为4.84N，方向向上．

点评：

本题考点： 向心力．

考点点评： 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，知道细线拉小球在竖直面内做圆周运动，在最高点的临界情况．