题目内容

轻绳一端固定在光滑水平轴O上,另一端系一质量为m的小球,如图所示,在最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P.下列说法正确的是(        )
A.小球在最高点时对绳的拉力为零
B.小球在最高点时对绳的拉力大小为mg
C.若增大小球的初速度,则过最高点时球对绳的力一定增大
D.若增大小球的初速度,则在最低点时球对绳的力一定增大
ACD
以小球为研究对象,设在最高点时杆对小球的作用力大小为F,方向竖直向上.小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律得,mg-F=m=0,即有F=mg,再由牛顿第三定律得到,小球在最高点时对杆的作用力也为mg,方向竖直向下;
对于球,在最高点时:若v<时,杆对球的作用力方向竖直向上时,由上得到F=mg-m,增大小球的初速度,杆对球的作用力F减小,则球对杆的力减小.
若v>时,杆对球的作用力方向竖直向下时,由mg+F=m,得F=m-mg,当速度v增大时,杆对球的作用力F增大,则球对杆的力增大.
本题属于竖直平面内圆周运动临界条件问题,抓住杆能支撑小球的特点,由牛顿第二定律进行分析.
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