如圖長L=0.5m質量不計的桿下端固定在O點，上端連著球A，球A質量為m=2kg，A繞O在豎直面做圓周運動．
（1）若小球A過最高點時速率若為1m/s，求此時球對桿的作用力大小和方向；
（2）若小球A過最高點速度為4m/s時，求此時球對桿的作用力大小和方向．
精英家教網(wǎng)
（1）對小球受力分析，受重力、桿的彈力（假設向下），合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式，有
mg+F=m
v2
L

代入數(shù)據(jù)，解得
F=m
v2
L
-mg=-16N
負號表示此時球對桿的作用力方向與假設的方向相反，即向上，大小為16N；
根據(jù)牛頓第三定律，桿對球的彈力和球對桿的彈力方向相反、大小相等；
故此時球對桿有16N的向下的彈力．
（2）再次對小球受力分析，受重力、桿的彈力（假設向下），合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式，有
mg+F=m
v2
L

代入數(shù)據(jù)，解得
F=m
v2
L
-mg=44N＞0，即假設成立，桿對球的彈力向下；
根據(jù)牛頓第三定律，桿對球的彈力和球對桿的彈力方向相反、大小相等；
故此時球對桿的作用力向上，大小為44N．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?安徽）如圖所示，質量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質細桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內繞O軸自由轉動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2．
（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向．
（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大小．
（3）在滿足 （2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側軌道位置點與小球起始位置點間的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)一輕質細繩長L=0.5m，一端系一質量為m=0.2kg的小球A，另一端套在光滑水平軸O上處于靜止，小球與水平地面接觸，但無相互作用，在球的左側固定一個光滑的斜面，斜面與水平面平滑連接，如圖所示．斜面底端到小球A的水平距離S=1.6m，水平地面的動摩擦因數(shù)μ=0.25．現(xiàn)有一滑塊B質量也為m=0.2kg，放置在斜面上離水平面高為h處自由滑下與小球第一次發(fā)生彈性碰撞后，小球A恰好能夠在豎直平面內做圓周運動．若不計空氣阻力，并將滑塊和小球A都視為質點，g取10m/s2．求：
（1）滑塊B與小球A第一次碰后瞬間小球對繩子的拉力；
（2）釋放滑塊B的位置離水平面的高度h．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質量m=l kg的小球通過長L=0.5m的輕質細桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內O軸自由轉動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4m/s?g，取．10m/s2
（1）若鎖定滑塊．試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向
（2）在滿足（1）的條件下，小球在最高點P突然離開輕桿沿水平方向飛出，試求小球落到水平軌道位置到軸O的距離
（3）若解除對滑塊的鎖定，小球通過最高點時的速度大小v'=2m/s，試求此時滑塊的速度大�。�

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理必修2機械能守恒定律及其應用專項練習（帶解析） 題型：計算題

（2011·安徽高考·T24）如圖所示，質量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質細桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內繞O軸自由轉動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度="4" m/s，g取10。

（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向。
（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大小。
在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側軌道位置點與小球起始位置點間的距離。

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年高考物理萬卷檢測：專題九 交變電流與傳感器（解析版） 題型：計算題

如圖所示，質量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質細桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內繞O軸自由轉動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4 m/s，g取10m/s2。

（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向。

（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大小。

（3）在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側軌道位置點與小球起始位置點間的距離。

 

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