高一物理题:一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/15 11:56:29
高一物理题:一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度
高一物理题:一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω
一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω求:小球经过圆周轨道最低点时给杆的作用力.
高一物理题:一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度为ω一根轻杆长为L,顶端有质量为m的小球,另一端为轴.如轻杆在竖直平面内匀速旋转角速度
本题考察的是圆周运动的向心加速度的知识和牛顿第二定律的题目,只要在最低点和最高点时分别对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律写出方程即可求得小球对杆的作用力.
[解题过程]
在最低点时,对小球进行受力分析,由牛顿第二定律得T-mg=mLw^2
解得,T=mg+mLw^2
根据牛顿第三定律,小球跟杆的作用力与杆给小球的作用力大小相等方向相反,故也为mg+mLw^2
在最高点时,假设杆对小球的作用力是向上的,根据牛顿第二定律得
mg-T'=mLw^2
分类讨论,当mg>mLw^2时,T>0,故杆对球的作用力就是向上的,杆给小球的就是支持力,反过来小球给杆的作用力就是压力,大小为mg-mLw^2
当mg=mLw^2时,T=0,故杆对球的作用力为0,反过来小球给杆的作用力也为0;
当mg
球给杆的力也就是杆给球的反作用力,设为T
最低点时:T-mg=mw^2L
解得 T=mg+mw^2L
根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等方向相反,小球给杆的作用力设为T,大小与杆给小球的作用力相同;则在最低点时:
T-mg=mw^2*L
所以T=mg+mw^2*L