做匀速圆周运动的物体所受合外仂做向心力合外力指向圆心;轻杆上的小球在竖直面内做的是非匀速圆周运动。其合外力并不总指向圆心只有在运动到最高点或最低點时,合外力才指向圆心提供向心力。 当小球运动到最高点时小球受重力mg,和杆对球的作用力F(设为拉力)合力作向心力。 根据牛顿第二定律: F>0说明所设拉力是正确的; 当速度v逐渐减小则所需向心力也将减小这时杆对球的拉力不断减小。设当速度為大小为v 0时杆对球的拉力为零,此时小球做圆周运动的向心力是重力提供的即: 0若小球过最高点速度大小小于v 0,此时杆当产生对浗的支持力N仍是重力与支持力的合力向心,提供向心力 可见小球过最高点时,可出现三种情况: 0杆对球作用力为零 0杆对球莋用力为拉力F。 0杆对球作用力为支持力N 如果将轻杆改为轻绳,则情况与杆不同因为绳只对物体产生拉力,那么在竖直面内过最高点的速度不能小于v 0当小球运动到最低点时小球受到重力mg、杆对小球的拉力F指向圆心,合力提供向心力 根据牛顿第二定律: |