题目内容

【题目】如图所示,长为R的轻杆一端拴有一个小球,另一端连在光滑的固定轴O上,现在最低点给小球一水平初速度,使小球能在竖直平面内做完整圆周运动,不计空气阻力,则( )

A.小球通过最高点时的最小速度为
B.若小球通过最高点时速度越大,则杆对小球的作用力越大
C.若小球在最高点的速度大小为 ,则此时杆对小球作用力向下
D.若小球在最低点的速度大小为 ,则小球通过最高点时对杆无作用力

【答案】C,D
【解析】解:A、在最高点,轻杆对小球可以表现为拉力,可以表现为支持力,可知小球通过最高点的最小速度为零,故A错误.

B、当小球在最高点速度v= 时,杆子作用力为零,当 时,速度增大,根据F+mg=m 知,杆子作用力变大,当 时,根据mg﹣F=m 知,速度越大,杆子作用力越小,故B错误.

C、若小球在最高点的速度大小为 ,知杆对小球的作用力向下,故C正确.

D、根据动能定理得: ,代入数据解得最高点的速度为: ,根据牛顿第二定律得:mg+F= ,解得:F=0,故D正确.

故选:CD.

在最高点和最低点合外力提供向心力,根据牛顿第二定律及向心力公式列式求解,注意杆子的作用力可以向上,也可以向下,在最高点的最小速度为零.

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