問題詳情:
如圖所示小球固定在輕杆的一端,輕杆繞O點轉動,小球在豎直面內做完整的圓周運動,圓周運動的半徑為L.則()
A. 小球在最高點的速度V≥
B. 小球在最低點的速度V′≥
C. 小球在最高點時,輕杆對小球的作用力方向一定向下
D. 小球在最低點時,輕杆對小球的作用力方向一定向上
【回答】
考點: 向心力.
專題: 勻速圓周運動專題.
分析: 輕杆拉着小球在豎直平面內做圓周運動,在最高點的最小速度為零,靠徑向的合力提供向心力,杆可以表現為支持力,也可以表現為拉力,根據牛頓第二定律判斷杆子的作用力方向.
解答: 解:A、杆能支撐小球,所以小球在最高點的最小速度為零,故A錯誤;
B、設小球在最低點的最小速度為v,根據機械能守恆得:mg•2L=,v=2,所以小球在最低點的速度v′≥2,故B錯誤.
C、在最高點,當球只受重力時,根據牛頓第二定律,有:mg=m,解得:v=;
當v=時,杆子的作用力為零;當v>時,杆子對球表現為向下的拉力;當v<時,杆子表現為向上的支持力;故C錯誤;
D、小球在最低點時,合外力指向圓心,即合外力向上,重力向下,則杆對球一定有向上的拉力,故D正確.
故選:D.
點評: 解決本題的關鍵知道小球在最高點的臨界情況,知道向心力的來源,會運用牛頓第二定律進行分析.
知識點:向心力
題型:選擇題