如图所示,杆长为l,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O*转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为F=1/2mg,求这时小球的瞬时速度大小.

问题描述:

如图所示,杆长为l,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O*转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为F=

1
2
mg,求这时小球的瞬时速度大小.

杆在高点处,球的重力与杆的弹力的合力提供球的向心力,根据牛顿第二定律,得
(1)若F向上,则mg-F=m

v2
l
 解得v=
gl
2

(2)若F向下,则mg+F=m
v2
l
 解得v=
3
2
gl

答:小球的瞬时速度大小可能为
gl
2
3
2
gl