题目内容

【题目】如图1所示,轻杆的一端固定一小球(视为质点)另一端套在光滑的水平轴O上,O轴的正上方有一速度传感器,可以测量小球通过最高点时的速度大小vO轴处有力传感器,可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F,若竖直向下为力的正方向,小球在最低点时给不同的初速度,得到F–v2图像如图2所示,取g=10 m/s2,则(  )

A.小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s

B.小球以2m/s的速度通过最高点时,杆对球的拉力大小为0.6N

C.O轴到球心间的距离为0.5m

D.小球的质量为3kg

【答案】C

【解析】

A.由于是球杆模型,小球恰好通过最高点时的速度为零,A错误;

D.当小球通过最高点的速度为零时,杆对小球的支持力恰好等于小球的重量,由图2可知,小球的重量为3N,即质量为0.3kgD错误;

C.当小球通过最高点时的速度的平方为5m2/s2时,恰好对杆没有作用力,此时重力提供向心力,根据

可知杆的长度为0.5m C正确;

B.当小球以2m/s的速度通过最高点时,根据

可得

此时杆对球的支持力大小为0.6NB错误。

故选C

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