题目内容

6.如图所示,质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球,另一端能线光滑的水平轴O转动,让小球在竖直平面内绕轴O做半径为l的圆周运动,小球通过最高点时的线速度大小为v,下列说法中正确的是(  )
A.不能小于$\sqrt{gl}$
B.v=$\sqrt{gl}$时,小球与细杆之间无弹力作用
C.v大于$\sqrt{gl}$时,小球与细杆之间的弹力随v增大而增大
D.v小于$\sqrt{gl}$时,小球与细杆之间的弹力随v减小而增大

分析 小球在最高点的临界速度为零,小球在最高点时,根据牛顿第二定律列式,分析杆与小球的作用力如何变化.

解答 解:A、由于杆能支撑小球,所以小球通过最高点时最小速度为零,故A错误.
B、当v=$\sqrt{gl}$时,根据牛顿第二定律得 F+mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$,解得 F=0,说明小球与细杆之间无弹力作用.故B正确.
C、当v大于$\sqrt{gl}$时,杆对小球有向下的拉力,根据牛顿第二定律得 F+mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$,可知v增大时,F增大,故C正确.
D、当v小于$\sqrt{gl}$时,杆对小球有向上的支持力,根据牛顿第二定律得 mg-F=m$\frac{{v}^{2}}{l}$,可知v减小时,F增大,故D正确.
故选:BCD

点评 本题关键搞清向心力的来源,明确轻杆模型的临界速度,运用牛顿第二定律进行列式分析.

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