题目内容

12.如图所示,轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端0为圆心,使小球做半径为R的圆周运动,则小球过最高点时(  )
A.杆对球的弹力不可能等于零
B.小球的最小速度为$\sqrt{gR}$
C.杆对球的作用力一定与球所受重力方向相同
D.杆对球的作用力可能与球的重力方向相反

分析 轻杆拉着小球在竖直面内做圆周运动,在最低点一定表现为拉力,在最高点可能表现为拉力,也可能表现为支持力,根据牛顿第二定律判断杆对球的作用力大小和方向.

解答 解:A、当小球在最高点恰好由重力作为它的向心力时,此时球对杆没有作用力,故A错误.
B、轻杆带着物体做圆周运动,由于杆能够支撑小球,只要物体能够到达最高点就可以了,所以在最高点的最小速度可以为零,故B错误.
C、小球过最高点时,如果速度恰好为$\sqrt{gR}$,则此时恰好只由重力充当向心力,杆和球之间没有作用力;如果速度小于$\sqrt{gR}$,重力大于所需要的向心力,要由支持力和重力的合力提供向心力,支持力方向与重力的方向相反,故C错误.D正确.
故选:D

点评 注意绳与杆的区别,绳子只能提供拉力,不能提供推力,而杆既可提供拉力,也可提供推力(支持力),所以在最高点时,用绳子拴的小球速度不能为零,而用杆连接的小球速度可以为零.

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