Question

12．如圖所示，輕桿一端固定質量為m的小球，以另一端0為圓心，使小球做半徑為R的圓周運動，則小球過最高點時（　�。�

• A． 桿對球的彈力不可能等于零
• B． 小球的最小速度為$\sqrt{gR}$
• C． 桿對球的作用力一定與球所受重力方向相同
• D． 桿對球的作用力可能與球的重力方向相反

Answer 1

分析 輕桿拉著小球在豎直面內做圓周運動，在最低點一定表現為拉力，在最高點可能表現為拉力，也可能表現為支持力，根據牛頓第二定律判斷桿對球的作用力大小和方向．

解答 解：A、當小球在最高點恰好由重力作為它的向心力時，此時球對桿沒有作用力，故A錯誤．
B、輕桿帶著物體做圓周運動，由于桿能夠支撐小球，只要物體能夠到達最高點就可以了，所以在最高點的最小速度可以為零，故B錯誤．
C、小球過最高點時，如果速度恰好為$\sqrt{gR}$，則此時恰好只由重力充當向心力，桿和球之間沒有作用力；如果速度小于$\sqrt{gR}$，重力大于所需要的向心力，要由支持力和重力的合力提供向心力，支持力方向與重力的方向相反，故C錯誤．D正確．
故選：D

點評 注意繩與桿的區(qū)別，繩子只能提供拉力，不能提供推力，而桿既可提供拉力，也可提供推力（支持力），所以在最高點時，用繩子拴的小球速度不能為零，而用桿連接的小球速度可以為零．