Question

17．如圖所示，長1m的輕質(zhì)細(xì)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3m/s．取g=10m/s²，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小球通過最高點時，對桿的拉力大小是18N
• B． 小球通過最高點時，對桿的壓力大小是2N
• C． 小球通過最低點時，對桿的拉力大小是18N
• D． 小球通過最低點時，對桿的拉力大小是38N

Answer 1

分析 小球通過最高點和最高點時，由重力和桿對小球的作用力的合力提供向心力，以小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：AB、設(shè)小球通過最高點時桿對小球的作用力方向向下，大小為F．根據(jù)牛頓第二定律得：
  mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
則得：F=m（$\frac{{v}^{2}}{L}$-g）=2×（$\frac{{3}^{3}}{1}$-10）N=-2N，負(fù)號表示桿對小球的作用力方向向上，故桿對小球施加向上的支持力，對桿的壓力向下，大小是2N．故A錯誤，B正確；
CD、小球通過最低點時桿對小球的作用力方向向上，大小為F．根據(jù)牛頓第二定律得：
  F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
則得：F=m（$\frac{{v}^{2}}{L}$+g）=2×（$\frac{{3}^{2}}{1}$+10）N=18N，對小球的作用力方向向上，故對桿施加向下的拉力，大小是18N．故C錯誤，D正確；
故選：BD

點評 解決圓周運動的動力學(xué)問題，關(guān)鍵分析物體受力，確定向心力的來源，再運用牛頓第二定律求解．