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長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運...

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問題詳情:

長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運動,當透過最高點時,如圖所示,求下列情況下小球所受到的力(計算出大小,並說明是拉力還是支援力).              

(1)v=1m/s                                                       

(2)v=4m/s.                                                     

長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運...                                                    

【回答】

                                                                  

考點:  向心力.

專題:  勻速圓周運動專題.

分析:  由於物體做圓周運動需要向心力,所以對小球在最高點受力分析,僅受重力與杆子在豎直方向的做用力,二力的合力提供向心力列牛頓第二定律解決.

解答:  解:杆對球沒有作用力時   長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運... 第2張

(1)v1=1m/s<v0,杆對球有支援力,

由牛頓第二定律: 長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運... 第3張

得:長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運... 第4張

(2)v2=4m/s>v0,杆對球有拉力

由牛頓第二定律:長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運... 第5張

得:長L=0.5m、質量可忽略的杆,其一端固定於O點,另一端連有質量m=2kg的小球,它繞O點做豎直平面內的圓周運... 第6張

答:(1)當v=1m/s時,球受到的力大小爲16N,是支援力;

(2)當v=4m/s時,球受到的力大小爲44N,是拉力.

點評:  注意當無法確定力的方向時,可以先假設到某一方向上,如果解出的結果爲正值,說明力就在假設的方向上,如果解出的結果爲負值,說明力的方向與假設的方向相反

知識點:向心力

題型:計算題

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