Question

一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内作半径为R的圆周运动，如图所示，则（  ）

A．小球过最低点时，球对杆的力不一定大于球的重力

B．小球过最高点时的最小速度是

C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反

D．小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

试题分析：A、小球过最低点时，需要的向心力向上，而重力是向下的，所以杆对球的作用力一定向上，这样合力才可能向上作为向心力，由,可知杆对球的作用力大于球的重力，由牛顿第三定律得球对杆的力一定大于球的重力；错误

B、轻杆带着物体做圆周运动，只要物体能够到达最高点就可以了，所以小球过最高点时的速度可以为零；错误

C、轻杆既可以提供拉力，又可以提供支持力，所以杆对球的作用力不一定与球所受重力方向相反；错误

D、小球过最高点时，若杆对球的作用力与球所受重力方向相反，因为合力提供向心力，合力的方向向下，所以重力一定大于杆对球的作用力；正确

故选D

考点：竖直平面内的圆周运动

点评：轻杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点和最低点，靠重力和杆作用力的合力提供圆周运动的向心力，在最高点，杆可以表现为拉力，也可以表现为支持力，作用力也有可能为0，由最高点的速度决定，在最高点的最小速度为0；在最低点，合力的方向指向圆心，则杆表现为拉力。