Question

如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，

如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度V0=4 m/s，g取10m/s2。 若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。

为什么“小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为F，方向向下”？

Answer 1

M锁定，m机械能守恒。mv0^2/2=mgL+mv^2/2
v^2=16--10=6
v=√6
在最高点时小球不受杆子作用力时的速度为v'=√rg=√5
v>v'
所以知小球受到杆子向下的拉力T。
且由向心力公式得
mg+T=mv^2/r
20+T=24
T=4N
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