長l=0.5 m,質量可以忽略不計的桿，一端固定于O點，另一端固定有質量m=2 kg的小球，小球繞O點做圓周運動，如圖5-6-16所示.當小球通過最高點時，就下列情況討論桿受到外力多大？并說明是拉力還是壓力.

圖5-6-16

(1)在最高點時小球的速度v=1 m/s;

(2)在最高點時小球的速度v=4 m/s.

解析:以小球為研究對象，小球受到重力mg和桿對小球的作用力F1，由于桿對小球的作用力的方向未知，我們不妨先假設其方向和向心加速度的方向是相同的，均為豎直向下，受力情況如圖所示.以豎直向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律列方程，有mg+F1=.

(1)當小球在最高點的速度v=1 m/s時： .

    上面計算的結果是負值，表明桿對小球的作用力的方向與假設的方向相反，應是豎直向上的，由此可知小球對桿的作用力是豎直向下的，也就是說桿受到的是壓力.

(2)當小球在最高點速度v=4 m/s時：

    .

    上面計算的結果是正值，表明桿對小球的作用力的方向與假設的方向相同，是豎直向下的，這樣小球對桿的作用力是豎直向上的，即桿受到的是拉力.

答案：(1)壓力，16 N  (2)拉力，44 N

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源：2011年紹興一中高三第一學期期中考試物理卷 題型：計算題

如圖所示，將傾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根輕質細繩跨過兩個光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體（均可視為質點），把甲物體放在斜面上且細繩與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使細繩拉直且偏離豎直方向α=60°。開始時甲、乙均靜止�，F(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內往返運動，測得繩長OA為l="0.5" m，當乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動，已知乙物體的質量為  m="1" kg，忽略空氣阻力，取重力加速度g="10" m/s2，求：

【小題1】乙物體在豎直平面內運動到最低點時的速度大小以及所受的拉力大小
【小題2】甲物體的質量以及斜面對甲物體的最大靜摩擦力的大小
【小題3】斜面與甲物體之間的動摩擦因數(shù)μ（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）

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科目：高中物理 來源：2013屆浙江省慈溪中學高三第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，將傾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根輕質細繩跨過兩個光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體（均可視為質點），把甲物體放在斜面上且細繩與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使細繩拉直且偏離豎直方向α=60°。開始時甲、乙均靜止�，F(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內往返運動，測得繩長OA為l="0.5" m，當乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動，已知乙物體的質量為  m="1" kg，忽略空氣阻力，取重力加速度g="10" m/s2，求：

（1）乙物體在豎直平面內運動到最低點時的速度大小以及所受的拉力大小
（2）甲物體的質量以及斜面對甲物體的最大靜摩擦力的大小
（3）斜面與甲物體之間的動摩擦因數(shù)μ（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）

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科目：高中物理 來源：2010年江西省高三上學期第二次段考物理試題 題型：計算題

（10分）如圖所示,將傾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上,用一根輕質細繩跨過兩個光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體（均可視為質點）,把甲物體放在斜面上且細繩與斜面平行,把乙物體懸在空中,并使細繩拉直且偏離豎直方向α=60°開始時甲、乙均靜止.現(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體,乙物體將在豎直平面內往返運動,測得繩長OA 為l=0.5 m,當乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時,  甲物體在斜面上均恰好未滑動,已知乙物體的質量為m=1 kg, 忽略空氣阻力,  取重力加速度g=10 m/s2.  求:

（1）乙物體在豎直平面內運動到最低點時的速度大小以及所受的拉力大小（結果可用根式表示）.

（2）甲物體的質量以及斜面對甲物體的最大靜摩擦力的大小.

（3）斜面與甲物體之間的動摩擦因數(shù)μ（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,結果保留兩位有效數(shù)字）

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質量M = 2 kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質量m = 1 kg的小球通過長L = 0.5 m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10 m/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�。�

(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：

如圖所示，質量M=2 kg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 =0.5 m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，取。

    (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，試求此時滑塊的速度大小

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