Question

如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别为小球轨迹的最低点与最高点，则杆对球的作用力不可能的是（　　）

A．a处为拉力，b处为拉力

B．a处为拉力，b处为推力

C．a处为拉力，b处为没有力

D．a处为推力，b处为拉力

Answer 1

分析：小球做匀速匀速圆周运动，在最高点速度可以为零，在最高点和最低点重力和弹力的合力提供向心力，指向圆心，可以判断杆的弹力的方向．

解答：解：小球做圆周运动，合力提供向心力；
（1）小球在最高点受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图
由牛顿第二定律得：F₁+mg=m

v 2 1

r

，则F₁=m

v 2 1

r

-mg；
①当在b点时速度0≤v＜

gr

时，F₁＜0，为推力，向上；
②当在b点时速度v=

gr

时，F₁=0，无弹力；
③当在b点时速度v＞

gr

时，F₁＞0，为拉力，向下；
（2）球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图
由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；
由以上分析可知，在a处一定是拉力，在b处，杆子的作用了可能是拉力，也可能是推力，也可能没有作用力，
故ABC由可能，不符合题意，D没有可能，符合题意；
该题选不可能的，故选D．

点评：轻杆的作用力可以提供支持力，也可以提供拉力，要判断是拉力还是支持力，我们要从小球所需要得向心力入手研究，根据需要的向心力的大小和方向确定杆子的作用力．要注意杆与绳子的区别，杆可以是支持力，可以是拉力，而绳子只能为拉力！