Question

如图质量为m=0.2kg的小球固定在长为L=0.9m的轻杆一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动，g=10m/s²，求：
（1）小球在最高点的速度v₁为多大时，球对杆的作用力为0？
（2）当小球在最高点的速度v₂=6m/s时，球对杆的作用力和方向．

Answer

杆子对小球的作用力可以是拉力，也可以是推力，在最高点，杆子的作用力是推力还是拉力，取决于在最高点的速度，对球在最高点进行受力分析，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解！
【解析】
小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力N，假定弹力N向下，如图所示；

由牛顿第二定律和向心力公式得：  ①
（1）由①式解得N=0时的速度
（2）由①式得小球在最高点的速度v2=6m/s时，杆对球的作用力为：
“+“说明方向竖直向下
由牛顿第三定律得：球对杆的作用力大小  N′=N=6N，方向竖直向上．
答：球对杆的作用力为0时小球在最高点的速度为3m/s，当小球在最高点的速度v2=6m/s时，球对杆的作用力大小为6N，方向竖直向下．