Question

【题目】一根长为L的轻杆下端固定一个质量为m的小球，上端连在光滑的水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内转动（不计空气阻力），重力加速度g＝10m/s2，小球经过最低点时轻杆对小球的拉力为FT，小球的速率为v，FT与v2的关系图象如图所示，则以下判断正确的是（　　）

A. 小球的质量为m＝1kg

B. 轻杆长L＝0.5m

C. 小球在最低点的速度为5m/s时，小球恰能通过圆周的最高点

D. 如果小球能够通过圆周的最高点，则小球在最低点的速度越大，则小球运动至圆周最高点时杆对小球的作用力也越大

Answer 1

【答案】B

【解析】

A．FT与v2的关系图像可知当速度为0时，拉力等于重力，得mg＝1N；故m=0.1kg，所以A错误.

B．根据向心力公式：

带入数据可得：L=0.5m，故B正确

C．小球在最低点的速度为5m/s时，要到达最高点，设最高点速度为v1，最低点所在平面为零势能面，由机械能守恒定律得：

代入数据解得：

对于杆模型而言能通过最高点的临界速度为v1=0，故C错误.

D．当小球通过最高点向心力全部由重力提供时，杆对小球的作用力为零，故D错误.