如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为m的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若
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解题思路:①②小球通过最低点和最高点时,由重力和杆的弹力的合力提供向心力,根据向心力公式在最低点列方程可正确求解;③通过最高处时杆对球不施力时,由重力提供向心力,再由牛顿第二定律可正确解答.

①在最低点,由牛顿第二定律有 F-mg=m

v2

R

得此时小球线速度的大小为 v=

FR

m−gR=

2gR

2

②设在最高点杆对小球的支持力为N,则

mg-N=m

v2

R

小球到最高点时杆对小球的作用力为

N=0.5mg

③设通过最高点时杆对球不施力,这时尔的速度为v,则

mg=m

v2

R

小球的速度为v=

gR

答:

①小球最低点时的线速度大小是

2gR

2.

②小球通过最高点时,杆对球的作用力的大小是)0.5mg.

③小球以

gR的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力.

点评:

本题考点: 向心力;牛顿第二定律.

考点点评: 本题是圆周运动动力学问题,关键是分析物体的受力情况,确定向心力的来源,然后根据向心力公式列方程求解.