Question

4．如圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端有一質(zhì)量為m=2kg的小球，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率為3m/s，g取10m/s²，則此時(shí)小球受到細(xì)桿的力為（　�。�

• A． 16N的拉力
• B． 16N的支持力
• C． 6N的支持力
• D． 6N的拉力

Answer 1

分析 小球在細(xì)桿的作用下，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．對(duì)最高點(diǎn)受力分析，找出提供向心力的來源，結(jié)合已知量可求出最高點(diǎn)小球速率為2m/s時(shí)的細(xì)桿受到的力．

解答 解：在最高點(diǎn)，設(shè)桿子對(duì)小球的作用力向下，根據(jù)牛頓第二定律得：
mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：F=2×$\frac{{3}^{2}}{0.5}$-20=16N，方向向下，為拉力．
故選：A

點(diǎn)評(píng) 小球在桿的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)桿給球的作用是由小球的速度確定．因從球不受桿作用時(shí)的速度角度突破，比較兩者的速度大小，從而確定桿給球的作用力．同時(shí)應(yīng)用了牛頓第二、三定律．當(dāng)然還可以假設(shè)桿給球的作用力，利用牛頓第二定律列式求解，當(dāng)求出力是負(fù)值時(shí)，則說明假設(shè)的力與實(shí)際的力是方向相反．