题目内容

如图所示,长0.5m的轻质细杆,其一端固定于O点,另一端固定有质量为1kg的小球。小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。已知小球通过最高点时速度大小为2m/s,运动过程中小球所受空气阻力忽略不计,g取10m/s。关于小球通过最高点时杆对小球的作用力,下列说法中正确的是
A.杆对小球施加向上的支持力,大小为2N
B.杆对小球施加向上的支持力,大小为18N
C.杆对小球施加向下的拉力,大小为2N
D.杆对小球施加向下的拉力,大小为18N
C

试题分析:小球在竖直平面内做圆周运动,受力沿半径方向和垂直半径方向正交分解,半径方向的合力提供圆周运动的向心力。通过最高点时,小球受重力和杆的弹力F作用。假设弹力F和重力同向竖直向下,那么半径方向合力就有,带入数据计算,弹力大于0所以弹力方向与假设的方向相同竖直向下,是拉力。答案C正确。
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