如圖6—8—23所示，桿長為L，桿的一端固定一質(zhì)量為m的小球，桿的質(zhì)量忽略不計，整個系統(tǒng)繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)作圓周運動，求：

（1）小球在最高點A時速度為多大時，才能使桿對小球m的作用力為零？

（2）小球在最高點A時，桿對小球的作用力F為拉力和推力時的臨界速度是多少？

（3）如m = 0.5kg, L = 0.5m, = 0.4m/s, 則在最高點A和最低點B時, 桿對小球m的作用力各是多大? 是推力還是拉力?

(1)，(2) ，(3) 拉力 25.3N。


解析:

(1) 若桿和小球之間相互作用力為零，那么小球作圓周運動的向心力由重力mg提供， 解得： 

(2) 若小球m在最高點A時受拉力F，則   解得

若小球m在最高點A時受推力F，則  解得：

可見是桿對小球m的作用力F在推力和拉力之間突變的臨界速度.

(3) 桿長L = 0.5m時，臨界速度m/s =2.2 m/s，= 0.4m/s <,桿對小球有推力。由  解得： ＝（）N = 4.84N，由A到B只有重力做功，機械能守恒，設B點所處水平面為參考面，則有   解得： m/s = 4.5m/s，在最低點B，小球m受拉力，由解得N = 25.3N

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?船營區(qū)模擬）某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（交流電的頻率為50Hz）

（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
3.2
3.2
m/s2．（保留二位有效數(shù)字）
（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應的
1
m
，數(shù)據(jù)如下表：
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8
小車加速度
a/m?s-2		 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小車質(zhì)量
m/kg		 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
/kg-1		 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
請在方格坐標紙中畫出a-
1
m
圖線，并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)
1
m
之間的關系式是
a=
1
2m
m/s2
a=
1
2m
m/s2
．
（3）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖（c）所示．
該圖線不通過原點，其主要原因是
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-8-23所示，兩根細繩AC、BC系一個質(zhì)量為0.1 kg的小球，繩AC長為l=2 m，兩繩都拉直時與豎直軸夾角分別為30°和45°.試分析小球隨豎直軸轉(zhuǎn)動的角速度ω在什么范圍內(nèi)，兩繩始終拉緊？當ω=3 rad/s時,兩繩拉力各為多大？取g=10 m/s2.

圖6-8-23

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科目：高中物理 來源： 題型：

在勻強磁場中，有一個接有電容器的導線回路，如圖1-2-23所示.已知電容C=30 μF，回路的長和寬分別為l1=5 cm，l2=8 cm，磁場以5×10-2 T/s的速率增強，則(    )

圖1-2-23

A.電容器上極板帶正電，帶電荷量為2×10-9 C

B.電容器上極板帶負電，帶電荷量為4×10-9 C

C.電容器上極板帶正電，帶電荷量為6×10-9 C

D.電容器上極板帶負電，帶電荷量為8×10-9 C

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-3-23所示，傾角為θ=37°的足夠長的固定斜面上，物體A和小車B正沿斜面上滑，A的質(zhì)量為mA=0.5 kg，B的質(zhì)量為mB=0.25 kg，A始終受一沿斜面向上的恒定推力F的作用.當A追上B時，A的速度為vA=1.8 m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好為零，此時A、B相碰，且相互作用時間極短，相互作用力很大.剛碰撞后，A的速度為v1=0.6 m/s，方向沿斜面向上.再經(jīng)過T=0.6 s，A的速率變?yōu)関2=1.8 m/s，這一過程中，A、B沒有再次相碰.已知A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.15，B與斜面的摩擦不計，sinθ=0.6，cosθ=0.8，取g=10 m/s2.試求：

圖4-3-23

（1）恒定推力F的大�。�

（2）在A、B第一次碰撞后，經(jīng)多長時間（在第二次相碰前）A、B間的距離達到最大.

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