Question

如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的

如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中，使杆以角速度ω匀速转动， 如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60度时，拉力的功率为 请列出详细过程 很难理解一些说法，所以请说点通俗易懂的谢啦！

Answer 1

先求拉力的大小，在求出线速度。
（1）求拉力大小。当杆与水平方向成60°角时，对小球受力分析：竖直向下的重力mg，水平向右的拉力F，沿杆方向斜向上的弹力T。然后运动分析：小球做匀速圆周运动，则小球的合力不等于零而是合力提供向心力，即F合=mrω²，方向指向圆心。因此沿杆的方向建立x轴，垂直于杆的方向建立y轴，则Fx=F合=ma=mrω²，Fy=0。正交分解列方程代入有F*sin60°=mg*cos60°，T—F*cos60°—mg*sin60°=ma=mrω²。可求出水平拉力F=mg/tan60°。
（2）求速度。这里的速度指的是小球的线速度，因为做匀速圆周运动，根据线速度与角速度的关系式就可以求出线速度v=ωR=ωL

（3）求瞬时功率。P=F*v*cosα，式子中得角为力F与速度v之间的夹角，通过运动分析和受力分析可知道小球受到的拉力F与线速度v不在同一直线上，二者的矢量夹角是30°，将上面的数据代入可求出瞬时功率P=（mgω）/2