Question

高一物理 急

用轻质尼龙绳系一个质量为0.25kg的钢球在竖直平面内旋转。已知线长为0.1m，若钢球恰能通过最高点，则钢球通过最高点的速度为____m/s。钢球转到最低点时受到的拉力是_____N。若将线换成质量可以忽略的轻杆，为了使钢球恰能通过最高点，此杆的最大承受力至少为_______N。

Answer 1

前两个问题的解答 m为钢球质量0.25kg，r为线长0.1m，g为重力加速度10m/s^2，v1为钢球在最高点时的速度，v2为钢球在最低点时的速度

由题目“钢球恰能通过最高点”可以得到钢球在最高点是向心力等于重力，即(mv1^2)/r=mg，代入数值可以得到钢球在最高点是的速度为1m/s
钢球从最高点到最低点过程由动能定理可以得到（mv2^2-mv1^2）/2=2mgr
钢球在最低点是受到的拉力F=mg+（mv2^2）/r
代入数值得到拉力F=15N

换成质量可以忽略的轻杆的话，v3为钢球在最低点时的速度
钢球恰能通过最高点时速度为零
钢球从最高点到最低点过程由动能定理可以得到（mv3^2）/2=2mgr
钢球在最低点时对杆的拉力F1=（mv3^2）/r+mg
代入数值得到此杆的最大承受力至少应为F1=12.5N

希望这个解答对你有用 O(∩_∩)O哈哈~

Answer 2

钢球通过最高点的速度为 1m/s
钢球转到最低点时受到的拉力是 15N
杆的最大承受力至少为 12.5N