Question

如圖所示小球固定在輕桿的一端，輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，小球在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，圓周運(yùn)動的半徑為L．則（）

    A． 小球在最高點(diǎn)的速度V≥

    B． 小球在最低點(diǎn)的速度V′≥

    C． 小球在最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對小球的作用力方向一定向下

    D． 小球在最低點(diǎn)時(shí)，輕桿對小球的作用力方向一定向上

Answer 1

考點(diǎn)：  向心力．

專題：  勻速圓周運(yùn)動專題．

分析：  輕桿拉著小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在最高點(diǎn)的最小速度為零，靠徑向的合力提供向心力，桿可以表現(xiàn)為支持力，也可以表現(xiàn)為拉力，根據(jù)牛頓第二定律判斷桿子的作用力方向．

解答：  解：A、桿能支撐小球，所以小球在最高點(diǎn)的最小速度為零，故A錯(cuò)誤；

B、設(shè)小球在最低點(diǎn)的最小速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒得：mg•2L=，v=2，所以小球在最低點(diǎn)的速度v′≥2，故B錯(cuò)誤．

C、在最高點(diǎn)，當(dāng)球只受重力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg=m，解得：v=；

當(dāng)v=時(shí)，桿子的作用力為零；當(dāng)v＞時(shí)，桿子對球表現(xiàn)為向下的拉力；當(dāng)v＜時(shí)，桿子表現(xiàn)為向上的支持力；故C錯(cuò)誤；

D、小球在最低點(diǎn)時(shí)，合外力指向圓心，即合外力向上，重力向下，則桿對球一定有向上的拉力，故D正確．

故選：D．

點(diǎn)評：  解決本題的關(guān)鍵知道小球在最高點(diǎn)的臨界情況，知道向心力的來源，會運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行分析．