Question

如圖，輕桿一端固定在光滑水平軸O上，另一端固定一質量為m的小球，如圖所示，在圓周最低點給小球一初速度，使其在豎直平面內做圓周運動，且剛好能通過最高點P（可近似認為此時速度為零），下列說法正確的是

1. A.
   小球在最高點時對桿的作用力為零
2. B.
   小球在最高點時對桿的作用力為mg
3. C.
   若增大小球的初速度，則在最高點時球對桿的力可能為零
4. D.
   若增大小球的初速度，則在最高點時桿對球的力有可能是拉力

Answer 1

BCD
分析：由題，小球剛好能通過最高點P，速度為零，根據(jù)牛頓第二定律研究桿對小球的作用力，再由牛頓第三定律研究小球對桿作用力．由牛頓第二定律討論增大小球的初速度時，在最高點桿對球的作用力情況．
解答：
A、B以小球為研究對象，設在最高點時桿對小球的作用力大小為F，方向豎直向上．小球剛好能通過最高點P，速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得，mg-F=m=0，即有F=mg，再由牛頓第三定律得到，小球在最高點時對桿的作用力也為mg．故A錯誤，B正確．
C、由上得到F=mg-m，增大小球的初速度，當v=時，F(xiàn)=0，在最高點時球對桿的力為零．故C正確．
D、若增大小球的初速度，當v＞時，F(xiàn)＜0，F(xiàn)方向豎直向下，桿對小球施加拉力，則球對桿也拉力作用．故D正確．
故選BCD
點評：本題豎直平面內圓周運動臨界條件問題，抓住桿能支撐小球的特點，由牛頓第二定律進行分析．