Question

5．如圖所示，長(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3kg的小球，另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球的速率為2m/s．g取10m/s²，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的壓力大小是6N
• B． 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24N
• C． 小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是54N
• D． 小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24N

Answer 1

分析 小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，豎直方向上的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出桿子作用力的大小，從而得出小球?qū)�桿子的作用力．

解答 解：AB、在最高點(diǎn)，設(shè)桿子對(duì)球表現(xiàn)為支持力，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：F=mg-$m\frac{{v}^{2}}{L}=30-3×\frac{4}{0.5}N=6N$，則球?qū)�桿子表現(xiàn)為壓力，大小為6N．故A正確，B錯(cuò)誤．
CD、在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
則拉力為：F=$mg+m\frac{{v}^{2}}{L}=30+3×\frac{4}{0.5}N=54N$，則球?qū)�桿子的拉力為54N．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：AC

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解．