常州市2009年高一物理第一学期期末试卷 全卷整合时间较长，望同学们见谅

22．（B组，10分）如图所示，一质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的

2

水平转轴在竖直平面内转动.g取10m/s.问：

（1）当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？

（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力的大小为多少？方向如何？ （3）小球在最高点的速度能否等于零？这时球对杆的作用力的大小为多少？方向如何？

F′=F v m L O L O v m an mg F 图2

图1

v2（1） 根据隔离图1通常可得到如下的关系式：F?mg?m

L 式中F为杆对球的作用力. 当F= 0时 v?gL?10?0.9?3m/s

v2(2) 还根据隔离图1得到的关系式： F?mg?m

L （ 图2中的F′与F是作用和反作用力 ，它们大小相等 F?＝F 方向相反）

v262?mg?0.2(?10)?6N（竖直向下） 当v=6m/s时：杆对球的作用力F?mL0.9球对杆的作用力F′＝6N. （见图2）竖直向上

v21.52?mg?0.2(?10)??1.5N (竖直向上) 当v=1.5m/s时：杆对球的作用力 F?mL0.9 球对杆的作用力F′＝1.5N 竖直向下

（3） 小球在最高的速度可以为零（只有在杆子的情形下才有可能，在绳子的情形下不可能）

v2?mg??0.2?10??2N（竖直向上） 当v=0时：杆对球的作用力F?mL球对杆的作用力F′＝2N. 竖直向下

反思是无声的，反思是沉痛的，深刻的反思必须落实在行动上。 祝同学们新年愉快！ WGR

9