Question

16．如圖所示，小球A質(zhì)量為m，固定在輕細(xì)直桿一端，并隨桿一起繞桿的另一端O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿對小球的作用力大小為F，（　�。�

• A． 小球恰好能通過最高點(diǎn)時(shí)F=0
• B． 若F＞mg，則F的方向一定豎直向下
• C． 若F＞mg，則F的方向一定豎直向上
• D． 小球在最高點(diǎn)的速度不同時(shí)，F(xiàn)的大小可能相同

Answer 1

分析 當(dāng)小球恰好過最高點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力為零，重力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．根據(jù)牛頓第二定律求出最高點(diǎn)的臨界速度，根據(jù)速度的不同判斷桿的作用力

解答 解：A、小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，則此時(shí)向心力為0，根據(jù)mg-F_N=0可知F_N=mg，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)桿對小球外剛好無作用力時(shí)，此時(shí)$mg=\frac{{mv}_{0}^{2}}{L}$，解得${v}_{0}=\sqrt{gL}$，$v＜\sqrt{gL}$時(shí)，當(dāng)桿對球?yàn)橹С至Γ��?dāng)速度為零時(shí)，支持力最大，為mg，當(dāng)$v＞\sqrt{gL}$時(shí)，桿對球?yàn)槔�力，速度越大拉力越大，故BD正確，C錯(cuò)誤；
故選：BD

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道最高點(diǎn)小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解，知道桿子可以表現(xiàn)為支持力，也可以表現(xiàn)為拉力