题目内容
如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它在竖直面内做圆周运动，若小球通过最低点a处的速度为va=4m/s，通过最高点b处的速度为vb=1m/s，g取10m/s2，则杆对小球作用力的情况（ ）分析：在最高点和最低点，小球靠重力和杆子作用力的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力判断杆子的作用力的大小和方向．
解答：解：1、对于A、B选项：
在最高点，假设杆对小球作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
mg+F=m
，则
F=m
-mg=3.0×
-3.0×10=-24N．
所以杆子表现为支持力，大小为24N．
故A正确，B错误．
2、对于C、D选项：
在最低点，杆子一定表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
F-mg=m
，则
F=m
+mg=3.0×
+3.0×10=126N
所以杆子变现为拉力，大小为126N．
故C、D均错．
故选A．
在最高点，假设杆对小球作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
mg+F=m
| vb2 |
| r |
F=m
| vb2 |
| r |
| 12 |
| 0.5 |
所以杆子表现为支持力，大小为24N．
故A正确，B错误．
2、对于C、D选项：
在最低点，杆子一定表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
F-mg=m
| va2 |
| r |
F=m
| va2 |
| r |
| 42 |
| 0.5 |
所以杆子变现为拉力，大小为126N．
故C、D均错．
故选A．
点评：解决本题的关键知道杆子既可以表现为拉力，也可以表现为支持力，做圆周运动时，在最高点和最低点，靠重力和杆子的作用力的合力提供圆周运动的向心力．
练习册系列答案
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如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动．现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对小球的作用力可能是（ ）
如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动．现在a处给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则关于杆对球的作用力的说法正确的是（ ）
如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s，通过轨道最高点b处的速度为vb=2m/s，取g=10m/s2，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是（ ）
如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动．现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则关于杆对球的作用力的说法正确的是（ ）