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如图所示,长为L的轻杆一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现在最低点给球一初速度2
gL
<v0
4.5gL
,使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F(  )
分析:根据机械能守恒定律求出小球通过最高点的速度,在最高点时,小球由重力和杆的弹力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解.
解答:解:小球从最低点到最高点的过程,根据机械能守恒得:
2mgL=
1
2
m
v
2
0
-
1
2
mv2
 
得最高点的速度为 v=
v
2
0
-4gL

因为2
gL
<v0
4.5gL
,则得:0<v<
0.5gL

在最高点,当杆对球恰好没有作用力时,设速度为V,由重力提供向心力,则得:mg=m
V2
L
,v=
gL

因为v<V,则小球所需要的向心力小于重力,所以最高点时杆对小球的作用力F一定是支持力.故A正确,BCD错误.
故选:A
点评:本题综合考查了机械能守恒定律以及牛顿第二定律,关键搞清向心力的来源,运用牛顿运动定律进行分析.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2004?天津模拟)如图所示,长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端有固定转轴O,杆可在竖直平面内绕转轴O无摩擦转动.已知小球通过最低点Q时,速度大小为v=2
gl
,则小球的运动情况为(  )

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如图所示,长为L的轻杆一端固定一个小球,另一端固定在光滑水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,设小球在过最高点A点的速度v,下列叙述中正确的是(  )

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如图所示,长为L的轻绳一端固定于O点,另一端系一个小球.现使小球在竖直平面内做圆周运动,P是圆周轨道最高点,Q是轨道最低点.已知重力加速度为g.若小球刚好能够通过最高点P,则以下判断正确的是(  )

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如图所示,长为L的轻杆两端各连一个质量均为m的小球(半径可以忽略不计),以它们的中点为轴,在竖直平面内做匀速圆周运动,转动周期为T=2π
L
g

求:它们通过竖直位置时,上、下两球分别受到杆的作用力,并说明是支持力还是拉力.

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精英家教网如图所示,长为L的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端有固定转轴O,现使小球在竖直平面内做圆周运动,P为圆周的最高点,若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为
9
2
gL
,忽略摩擦阻力和空气阻力,则以下判断正确的是(  )
A、小球不能到达P点
B、小球到达P点时的速度大于
gL
C、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向下的拉力
D、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向上的支持力

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