Question

12．如图所示，轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端0为圆心，使小球做半径为R的圆周运动，则小球过最高点时（　　）

• A． 杆对球的弹力不可能等于零
• B． 小球的最小速度为$\sqrt{gR}$
• C． 杆对球的作用力一定与球所受重力方向相同
• D． 杆对球的作用力可能与球的重力方向相反

Answer 1

分析 轻杆拉着小球在竖直面内做圆周运动，在最低点一定表现为拉力，在最高点可能表现为拉力，也可能表现为支持力，根据牛顿第二定律判断杆对球的作用力大小和方向．

解答 解：A、当小球在最高点恰好由重力作为它的向心力时，此时球对杆没有作用力，故A错误．
B、轻杆带着物体做圆周运动，由于杆能够支撑小球，只要物体能够到达最高点就可以了，所以在最高点的最小速度可以为零，故B错误．
C、小球过最高点时，如果速度恰好为$\sqrt{gR}$，则此时恰好只由重力充当向心力，杆和球之间没有作用力；如果速度小于$\sqrt{gR}$，重力大于所需要的向心力，要由支持力和重力的合力提供向心力，支持力方向与重力的方向相反，故C错误．D正确．
故选：D

点评 注意绳与杆的区别，绳子只能提供拉力，不能提供推力，而杆既可提供拉力，也可提供推力（支持力），所以在最高点时，用绳子拴的小球速度不能为零，而用杆连接的小球速度可以为零．