Question

用輕質(zhì)尼龍線系一個質(zhì)量為 0.25kg 的鋼球在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)．已知線長為 1.0m，若鋼球恰能通過最高點，則球轉(zhuǎn)到最低點時線受到的拉力是    N；若將線換成質(zhì)量可以忽略的輕桿，為了使球恰能通過最高點，此桿的最大承受力至少應為    N．

Answer 1

【答案】分析：（1）鋼球恰能通過最高點，此時重力提供向心力，求出最高點速度，從最高點到最低點的過程運動動能定理求出最低點的速度，根據(jù)向心力公式即可求得拉力；
（2）若換成桿子，球恰能通過最高點時速度等于零，最低點桿子承受的力最大，從最高點到最低點的過程運動動能定理求出最低點的速度，根據(jù)向心力公式即可求得拉力；
解答：解：（1）鋼球恰能通過最高點，此時重力提供向心力，則有：
①
從最高點到最低點的過程運動由動能定理得：
②
在最低點有：
F-mg=③
由①②③代入數(shù)據(jù)得：F=15N
（2）若換成桿子，球恰能通過最高點時速度等于零，
從最高點到最低點的過程由動能定理得：
④
在最低點有：
⑤
由④⑤代入數(shù)據(jù)得：
F_m=12.5N
故答案為：15；12.5
點評：本題主要考查了圓周運動向心力公式及動能定理得直接應用，注意繩子和桿子的區(qū)別，難度適中．