Question

长度为0.5m的轻杆OA，A端有一质量为3.0kg的小球，现使小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2. 0m/s，则此时杆对小球的作用力(g=10m/s²)

1. A.
   大小为6.0N
2. B.
   大小为24N
3. C.
   方向向下的拉力
4. D.
   方向向上的支持力

Answer 1

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试题分析：小球在细杆的作用下，在竖直平面内做圆周运动．对最高点受力分析，找出提供向心力的来源，结合已知量可求出最高点小球速率为2m/s时的细杆受到的力．
小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为V₁，则有得：
∵∴小球受到细杆的支持力
小球在O点受力分析：重力与支持力
则
所以细杆受到的拉力，大小为8N．
故选AD．
考点：向心力．
点评：小球在杆的作用下做圆周运动，在最高点杆给球的作用是由小球的速度确定．因从球不受杆作用时的速度角度突破，比较两者的速度大小，从而确定杆给球的作用力．同时应用了牛顿第二、三定律．当然还可以假设杆给球的作用力，利用牛顿第二定律列式求解，当求出力是负值时，则说明假设的力与实际的力是方向相反．