Question

19．质量为0.4kg的小球被连接在长为0.4m的杆子上，以1m/s的速度绕O点在竖直面做匀速圆周运动，则小球运动到最高点时，对杆子作用力的大小和方向为（　　）

• A． 3N   向上
• B． 5N   向上
• C． 3N   向下
• D． 5N   向下

Answer 1

分析 假设杆子对小球的作用力向上，根据牛顿第二定律，通过竖直方向上的合力提供向心力求出杆子对小球的作用力的大小和方向．

解答 解：假设在最高点时小球受到杆子对它的弹力竖直向上，根据牛顿第二定律得：
mg-F=m$\frac{v^{2}}{L}$
得：F=m（g-$\frac{v^{2}}{L}$）=0.4×（10-$\frac{1^{2}}{0.4}$）N=3N
由于F＞0，所以假设正确．
根据牛顿第三定律，小球对杆的作用力方向竖直向下，大小为3N．故C正确，ABD错误．
故选：C．

点评 解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，注意杆的作用力可以向上也可以向下．