Question

有一根長為0.4m的桿，一端束縛著一個質(zhì)量為0.5Kg的小球，并繞桿的另一端以2rad/S的角速度在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則小球在最低點和最高點對桿的作用力分別為（　�。�

• A、5.8N方向豎直向上；4.2N豎直向下
• B、5.8N方向豎直向上；4.2N豎直向上
• C、5.8N方向豎直向下；4.2N豎直向下
• D、5.8N方向豎直向下；4.2N豎直向上

Answer 1

分析：在最低點，小球靠拉力和重力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出拉力的大小，在最低點，小球靠重力和桿子作用力的合力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出桿子的作用力大小和方向．

解答：解：在最低點，根據(jù)牛頓第二定律得，F1-mg=mrω2，解得F1=mg+mrω2=5+0.5×0.4×4N=5.8N，桿子對小球的作用力方向豎直向上，則小球?qū)�桿子的作用力方向豎直向下．
在最高點，根據(jù)牛頓第二定律得，mg-F2=mrω2，解得F2=mg-mrω2=5-0.5×0.4×4N=4.2N，桿子對小球的作用力方向豎直向上，則小球?qū)�桿子的作用力方向豎直向下．故C正確，A、B、D錯誤．
故選：C．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道圓周運動向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進行求解，知道桿子可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力．