题目内容
16.长为L的轻杆,一段固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直面内做圆周运动,关于最高点的速度υ,下列说法中正确的是( )A. | υ的极小值为$\sqrt{gL}$ | |
B. | υ由零逐渐增大,向心力也增大 | |
C. | 当υ由$\sqrt{gL}$逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小 | |
D. | 当υ由$\sqrt{gL}$逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐减小 |
分析 分析杆的特点知道杆可以提供拉力也可以提供拉力,根据重力充当向心力求出弹力为零的临界情况,再分别应用向心力公式对速度由临界速度增大和减小过程进行分析,明确弹力的变化即可.
解答 解:A、因轻杆可以对小球施加向上的支持力,所以,在最高点时,小球的速度可以为零,故A错误.
B、向心力的公式为Fn=m$\frac{{v}^{2}}{L}$,因小球的质量和轻杆的长度不变,所以当速度由零逐渐增大时,向心力也增大.故B正确.
C、当υ=$\sqrt{gL}$时,Fn=m$\frac{{v}^{2}}{L}$=mg,此时轻杆对小球没有作用力,当υ小于$\sqrt{gL}$时,轻杆对球间有支持力作用,则有:Fn=mg-N=m$\frac{{v}^{2}}{L}$,得:N=mg-m$\frac{{v}^{2}}{L}$,当υ由$\frac{{v}^{2}}{L}$逐渐减小时,杆对小球的支持力逐渐增大,直到速度为零时,此时杆对球的作用力为mg.故C错误.
D、当υ大于$\frac{{v}^{2}}{L}$时,轻杆对球间有拉力作用,则有:Fn=mg+T=m$\frac{{v}^{2}}{L}$,得:T=mg+m$\frac{{v}^{2}}{L}$,当υ由$\frac{{v}^{2}}{L}$逐渐增大时,杆对小球的拉力逐渐最大,故D错误.
故选:B
点评 物体在竖直面做圆周运动,要注意区分是绳子连接物体还是细杆连接物体,若是用绳子拴着的物体,因绳子只能提供拉力,所以在最高点的最小速度为$\sqrt{gL}$,此时绳子对物体没有拉力作用;但是用细杆连接物体,因杆可以提供推力,所在在最高的速度可以为零,此时物体对细杆的压力大小等于重力.物体在竖直面内做圆周运动时,沿半径方向上的合力提供向心力,在最高点和最低点利用牛顿运动定律列式时,要注意弹力的方向.
A. | 粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能 | |
B. | 粒子从a到b的过程中动能逐渐减小 | |
C. | 粒子带负电 | |
D. | 粒子在a点的加速度小于在b点的加速度 |
A. | 可见光中的红光比紫光的频率低 | |
B. | 可见光不能在真空中传播 | |
C. | 可见光波长越长,越容易发生衍射 | |
D. | 可见光能发生光的干涉和衍射现象,说明光是横波 |
A. | 输电电流为$\frac{I}{2}$ | B. | 输电电压为2U | C. | 输电电压为$\frac{U}{2}$ | D. | 输电电流为4I |
A. | 该称能测量的最大体重是1200N | |
B. | 该称能测量的最大体重是1300N | |
C. | 该称零刻度线(即踏步空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.3A处 | |
D. | 长时间使用后电源电动势不变,内阻变大,则测得体重将大于正常体重 |
A. | 4:9 | B. | 3:5 | C. | 2:3 | D. | 1:2 |
A. | 人受到的合力沿着绳子的方向 | B. | 人做圆周运动的圆心始终在同一点 | ||
C. | 这一现象属于离心现象 | D. | 这一现象属于向心现象 |