Question

3．如圖所示，一輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)，由于球?qū)�桿有作用力，使桿發(fā)生了微小形變，關(guān)于桿的形變量與球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小關(guān)系，正確的是（　�。�

• A． 形變量越大，速度一定越大
• B． 形變量越大，速度一定越小
• C． 形變量為零，速度一定不為零
• D． 速度為零，能無(wú)形變

Answer 1

分析 桿模型與繩模型不同，桿子可以提供支持力，也可以提供拉力．所以桿子對(duì)小球的作用力可以是向下的拉力，也可以是向上的支持力．結(jié)合牛頓第二定律分析判斷．

解答 解：AB中、①當(dāng)桿子對(duì)小球的作用力N是向下的拉力，小球還受重力，
由牛頓第二定律的：G+N=$m\frac{{v}^{2}}{L}$
所以此時(shí)形變量越大，此時(shí)向下拉力N越大，則速度v越大．
②當(dāng)桿子對(duì)小球的作用力是F_N向上的支持，小球還受重力，
由牛頓第二定律得：G-F_N=$m\frac{{v}^{2}}{L}$
所以此時(shí)形變量越大，此時(shí)向上的支持力F_N越大，合力越小，則速度v越小．
由以上可知，同樣是桿子的形變量越大，小球的速度有可能增大，也有可能減小，故A、B錯(cuò)誤．
C、當(dāng)桿子形變量為零，即桿子作用力為零，mg=$m\frac{{v}^{2}}{L}$，解得v=$\sqrt{gL}$，故C正確．
D、當(dāng)速度減為零時(shí)，G-F_N=0，G=F_N，所以速度為零時(shí)，桿子由作用力，桿子一定有形變．故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 桿模型與繩模型不同，桿子對(duì)小球的作用力可以是向下的拉力，也可以是向上的支持力．在解題時(shí)一定要區(qū)別對(duì)待．