Question

一輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內(nèi)作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則（　�。�

• A．小球過最低點(diǎn)時(shí)，球?qū)�桿的力不一定大于球的重力
• B．小球過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是

  gR

• C．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反
• D．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可以與球所受重力方向相反，此時(shí)重力一定大于桿對(duì)球的作用力

Answer 1

分析：輕桿拉著小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)一定表現(xiàn)為拉力，在最高點(diǎn)可能表現(xiàn)為拉力，也可能表現(xiàn)為支持力，根據(jù)牛頓第二定律判斷桿對(duì)球的作用力大小和方向．

解答：解：A、小球過最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)F-mg=m

v2

R

，則F=mg+m

v2

R

，知拉力大于重力，則球?qū)�桿的力一定大于球的重力．故A錯(cuò)誤．
B、因?yàn)闂U子在最高點(diǎn)速度小于

gR

時(shí)，桿子表現(xiàn)為支持力，速度越小，支持力越大，當(dāng)速度為零時(shí)，支持力和重力相等，所以小球在最高點(diǎn)最小速度為零．故B錯(cuò)誤．
C、小球在最高點(diǎn)，當(dāng)v＞

gR

，桿子對(duì)球的作用力與重力方向相同，當(dāng)v＜

gR

時(shí)，桿子對(duì)球的作用力與重力方向相反．故C錯(cuò)誤．
D、小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可以與球所受重力方向相反，因?yàn)楹狭μ峁┫蛐牧Γ�合力的方向向下，則重力一定大于桿對(duì)球的作用力．故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵搞清向心力的來源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解．