Question

【題目】一長為的輕桿一端與一質量為2kg的小球相連，可繞輕桿另一端在豎直平面內自由轉動求：

在最高點時，小球對輕桿無作用力，這時小球的速度為多少？

當小球在最高點速度為時，桿對球的作用力為多少？

當小球在最高點的速度為時，桿對球的作用力又為多少？

Answer 1

【答案】 ； 20N．

【解析】

在最高點時，小球對輕桿無作用力，說明重力提供向心力，寫出牛頓第二定律的方程即可求得結果；

在最高點，小球靠重力和桿子作用力的合力提供圓周運動的向心力，根據(jù)合力提供向心力判斷桿子的作用力的大小和方向；

（1）在最高點時，小球對輕桿無作用力時重力提供向心力，由牛頓第二定律得：，得：；

（2）當小球在最高點速度為時，桿對球的作用力為支持力，根據(jù)牛頓第二定律，有：，
則，所以桿子表現(xiàn)為支持力，大小為17.5N；
（3）當小球在最高點的速度為時，桿對球的作用力是拉力，根據(jù)牛頓第二定律有：，則：。