Question

如图所示，轻杆的下端用铰链固接在水平面上，上端固定一个质量为m的小球，轻杆处于竖直位置。

同时与一个质量为M的长方体相接触。由于微小扰动使杆向右侧倒下，当小球与长方体分离时，杆与水平面的夹角为300，且杆对小球的作用力恰好为零，求M/m。不计一切摩擦，

这道题中为什么杆对球的力为零呢？而且若 此时长方体与小球之间的力为零 那么长方体的加速度为零 他们怎么会分开呢？

Answer 1

　　答案应该为：M/m=1
　　“轻杆上端固定一个质量为m的小球，轻杆处于竖直位置”可知轻杆小球在竖直平面内做圆周运动，此时小球的重力沿杆指向圆心方向的分力提供小球圆周运动所需的向心力。当此分力等于所需向心力时，小球对杆的压力为零。
　　因此可由向心力公式=此时小球重力分量求出此时小球速度v；向心力F=mv^2/L=mg*sin30°

　　
　　然后可求出小球此时动能0.5mv^2和重力势能mgL/2，再根据初状态的小球重力势能mgL可求出长方体的动能（长方体和小球分离时速度一样为v）即0.5Mv^2=mgL-mgL/2-0.5mv^2。这样可以导出M/m=1。
　　注意：该题思路用能量观点来解：由于不计一切摩擦，则全过程机械能守恒：小球初重力势能=分离时小球动能与重力势能+长方体动能

Answer 2

杆对球的力为零可以理解为杆刚好没有支持球的力是可以做到的，而此时，球与长方体之间有瞬间力的作用，而这个力恰好是使长方体改变运动状态的力

Answer 3

首先题中说的是当杆与水平面加加角为300°是为零，那就是说之前是有力存在的，只是到了300°时由于杆与小球加速度不同而使小球不受杆的作用力，所以受长方体与小球之间力还是存在的。
具体分析应该注意这些：小球、杆、矩形的加速度的大小，这将决定它们之间是否有相互作用力。