Question

如图所示，长度为0.5m的轻质细杆OP，P端有一个质量为3.0kg的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内作匀速率圆周运动，其运动速率为2m/s，则小球通过最高点时杆子OP受到（g取10m/s²）（　　）

A．6.0 N的拉力

B．6.0 N的压力

C．24 N的拉力

D．54 N的拉力

Answer 1

分析：根据牛顿第二定律求出小球在最高点杆子作用力为零时的速度，判断出杆子表现为拉力还是支持力．从而根据牛顿第二定律求出作用力的大小．

解答：解：根据mg=m

v02

R

，解得v0=

gR

=

5

m/s＞2m/s，知杆子对球表现为支持力，球对杆子表现为压力．
根据牛顿第二定律得，mg-N=m

v2

R

，解得N=mg-m

v2

R

=30-3×

4

0.5

N=6N．故B正确，A、C、D错误．
故选B．

点评：解决本题的关键明确小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．