如圖所示,支架質(zhì)量為4m,放置在粗糙水平地面上,轉(zhuǎn)軸O處有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),支架始終保持靜止.若小球達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)支架對(duì)地面的壓力為6mg,求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/bba1cd11728b4710d7929e4ec0cec3fdfd0323f6.jpg)
(1)小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是多大?
(2)小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)支架對(duì)地面的壓力為多大?
(1)小球在最低點(diǎn)時(shí),對(duì)支架分析,有:4mg+T=N,N=6mg,
解得:T=2mg,
對(duì)小球分析,根據(jù)牛頓第二定律得:T-mg=m
,
解得:v=
.
(2)在最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得:
T′+mg=m解得:T′=0,
則對(duì)支架分析,N=4mg,即支架對(duì)地面的壓力為4mg.
答:(1)小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是
;
(2)小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)支架對(duì)地面的壓力為4mg.