Question

7．如圖所示，長0.5m的輕質(zhì)細桿，一端固定有一個質(zhì)量為2kg的小球，另一端由電動機帶動，使桿繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球的速率為2m/s．取g=10m/s²，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小球通過最高點時，對桿的壓力大小是4N
• B． 小球通過最高點時，對桿的拉力大小是4N
• C． 小球通過最低點時，對桿的拉力大小是36N
• D． 小球通過最低點時，對桿的壓力大小是36 N

Answer 1

分析 小球在最高點和最低點，豎直方向上的合力提供圓周運動的向心力，結合牛頓第二定律求出桿子作用力的大小，從而得出小球?qū)�桿子的作用力．

解答 解：AB、在最高點，設桿子對球表現(xiàn)為支持力，根據(jù)牛頓第二定律，得：
mg-F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：
F=mg-m$\frac{{v}^{2}}{L}$=20-2×$\frac{4}{0.5}$=4N，則球?qū)�桿子表現(xiàn)為壓力，大小為4N．故A正確，B錯誤．
CD、在最低點，根據(jù)牛頓第二定律，得：
F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
則拉力：
F=mg+m$\frac{{v}^{2}}{L}$=20+2×$\frac{4}{0.5}$N=36N，則球?qū)�桿子的拉力為36N．故C正確，D錯誤．
故選：AC．

點評 解決本題的關鍵知道小球做圓周運動向心力的來源；在最低點小球受彈力一定向上；在最高點，彈力可能是拉力，也可能是支持力，可以先假定一個方向，根據(jù)牛頓第二定律列式后求解彈力，如果為負值，表示方向相反．