Question

18．如圖所示，長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端固定在轉(zhuǎn)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，若小球通過圓周最低點時的速度大小為$\sqrt{\frac{9}{2}gL}$，若小球在最低點速度v₁與最高點速度v₂滿足關(guān)系式v₁²=v₂²+4gL，忽略摩擦阻力和空氣阻力，則以下判斷正確的是（　�。�

• A． 小球能夠到達P點
• B． 小球到達P點時的速度小于$\sqrt{gL}$
• C． 小球能到達P點，且在P點受到輕桿向下的彈力F=$\frac{1}{2}$mg
• D． 小球能到達P點，且在P點受到輕桿向上的彈力F=$\frac{1}{2}$mg

Answer 1

分析 根據(jù)v₁²=v₂²+4gL求出小球在P點的速度，小球在P點的臨界速度為零，根據(jù)牛頓第二定律求出在最高點桿子的作用力表現(xiàn)為什么力．

解答 解：A、根據(jù)小球在最低點速度v₁與最高點速度v₂滿足關(guān)系式v₁²=v₂²+4gL可知，小球到達P點的速度為${v}_{P}=\sqrt{\frac{1}{2}gL}$，小球在最高點的臨界速度為零，所以小球能到達最高點．故AB正確．
C、設(shè)桿子在最高點表現(xiàn)為支持力，則$mg-F=m\frac{{{v}_{P}}^{2}}{L}$，解得F=$\frac{1}{2}mg$．故桿子表現(xiàn)為支持力，即小球在P點受到輕桿向上的彈力F=$\frac{1}{2}$mg．故D正確，C錯誤．
故選：ABD

點評 本題綜合考查了動能定理以及牛頓第二定律，關(guān)鍵搞清向心力的來源，運用牛頓定律進行求解．