4.84 N 方向竖直向上
解析:解法一:小球受到重力mg的作用,轻杆对小球有无作用力,若有作用力,其方向需要如何判断,根据小球在最高点的速度的大小可以计算它受到的向心力F合的大小.
F合=m N=0.16 N
小球受的重力G=mg=0.5×10 N=5 N,方向竖直向下.由于重力大于小球所需要的向心力,所以杆对小球有竖直向上的作用力F,且F=mg-F合=5 N-0.16 N=4.84 N.
解法二:在不知道杆对小球有无作用力的情况下,可以假设杆对小球有某个方向的作用力F,经运算后对结果进行分析判断.
设杆对小球有竖直向下的拉力F作用,则F合=mg+F=m
所以F=m-mg
=(0.5×-0.5×10) N=-4.84 N
其中负号表示杆对球的作用力不是竖直向下的拉力,而是与假设的方向相反,实际为竖直向上的支持力,大小为4.84 N.