用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动,小球运动到最高点时,速率等于2gl,求:杆在最高点所受的力是压力还是拉力,方向怎样?大小是多少?

问题描述:

用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动,小球运动到最高点时,速率等于2

gl
,求:杆在最高点所受的力是压力还是拉力,方向怎样?大小是多少?

小球在最高点所需的向心力Fn=m

v2
l
=4mg>mg
所以重力不足以提供向心力,杆子表现为拉力.
由:F+mg=m
v2
l

解得:F=3mg.
答:杆在最高点所受的力是拉力,方向竖直向下,大小为3mg.