如圖所示,長為L 的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉軸O.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,b為圓周運動的最高點.若小球通過圓周軌道最低點時的速度大小為
6gL
,則以下判斷正確的是( 。
分析:根據(jù)動能定理求出小球在b點的速度,小球在b點的臨界速度為零,根據(jù)牛頓第二定律求出在最高點b桿子的作用力表現(xiàn)為什么力.
解答:解:A、B根據(jù)動能定理得,-mg?2L=
1
2
m
v
2
b
-
1
2
m
v
2
a
,又va=
6gL
,解得:vb=
2gL
.故A錯誤,B正確.
C、D小球在最高點時,設桿子對小球有支持力,則:mg-F=m
v
2
b
L

解得:F=-mg,負號表示F向下,故桿子表現(xiàn)為拉力,大小為mg.故C錯誤,D正確.
故選:BD
點評:本題綜合考查了動能定理以及牛頓第二定律,關鍵搞清向心力的來源,運用牛頓定律進行求解.
練習冊系列答案
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(2011?東莞一模)如圖所示,長為L的細繩一端固定,另一端系一質(zhì)量為m的小球.給小球一個合適的初速度,小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,這樣就構成了一個圓錐擺,設細繩與豎直方向的夾角為θ.下列說法中正確的是( 。

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(2009?金山區(qū)二模)如圖所示,長為L的細繩,一端系有一質(zhì)量為m的小球,另一端固定在O點.細繩能夠承受的最大拉力為7mg.現(xiàn)將小球拉至細繩呈水平位置,然后由靜止釋放,小球將在豎直平面內(nèi)擺動.如果在豎直平面內(nèi)直線OA(OA與豎直方向的夾角為θ)上某一點O′釘一個小釘,為使小球可繞O′點在豎直平面內(nèi)做圓周運動,且細繩不致被拉斷,求:OO′的長度d所允許的范圍.

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(1)小球在最低點的速度;
(2)細繩碰到釘子后瞬間,細繩對小球的拉力;
(3)小球擺到與小釘?shù)雀咛帟r速度大。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉軸O,現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,P為圓周的最高點,若小球通過圓周軌道最低點時的速度大小為
9
2
gL
,忽略摩擦阻力和空氣阻力,則以下判斷正確的是(  )
A、小球不能到達P點
B、小球到達P點時的速度大于
gL
C、小球能到達P點,且在P點受到輕桿向下的拉力
D、小球能到達P點,且在P點受到輕桿向上的支持力

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