题目内容

12.在轨道上稳定运行的空间站中,现有如图所示的装置,轻杆长为L,一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,g为地球表面的重力加速度.下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时速度不可能小于$\sqrt{gL}$
B.小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零
C.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.小球通过最高点时所受轻杆的作用力大小F2与小球通过最低点时所受轻杆的作用力大小F1一定相等

分析 杆子在最高点可以表现为拉力,也可以表现为支持力,临界的速度为0,根据牛顿第二定律判断杆子对小球的弹力随速度变化的关系.

解答 解:A、小球在最高点的最小速度可以为零,此时重力等于杆子的支持力.故A错误.
B、当小球速度为$\sqrt{gL}$时,重力提供向心力,杆作用力为零,故B正确;
C、杆子在最高点可以表现为拉力,也可以表现为支持力,当表现为支持力时,速度增大作用力越小,故C错误;
D、小球通过最高点时所受轻杆的作用力大小F2一定小球通过最低点时所受轻杆的作用力大小F1,故D错误
故选:B

点评 解决本题的关键搞清小球向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解,以及知道杆子可以表现为拉力,也可以表现为支持力

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