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精英家教网如图所示,长为L的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端有固定转轴O,现使小球在竖直平面内做圆周运动,P为圆周的最高点,若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为
9
2
gL
,忽略摩擦阻力和空气阻力,则以下判断正确的是(  )
A、小球不能到达P点
B、小球到达P点时的速度大于
gL
C、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向下的拉力
D、小球能到达P点,且在P点受到轻杆向上的支持力
分析:根据动能定理求出小球在P点的速度,小球在P点的临界速度为零,根据牛顿第二定律求出在最高点杆子的作用力表现为什么力
解答:解:A、根据动能定理得-2μmgL=
1
2
mvp2-
1
2
mv2,解得:vP=
gL
2
.小球在最高点的临界速度为零,所以小球能到达最高点.故AB错误.
C、设杆子在最高点表现为支持力,则mg-F=m
v
2
P
L
,解得:F=mg-m
v
2
P
L
=
mg
2
.故杆子表现为支持力.故C错误,D正确;
故选:D
点评:本题综合考查了动能定理以及牛顿第二定律,关键搞清向心力的来源,运用牛顿定律进行求解.
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