题目内容

17.如图所示,用一长为l=0.5m的轻杆拴接一质量为m=0.1kg的小球在竖直面内做圆周运动,当其运动到最高点时,其速度为v=2m/s,g取10N/kg,则关于杆所受到的力,下列说法中正确的是(  )
A.杆对物体的作用力为支持力,且大小为0.8N
B.杆对物体的作用力为支持力,且大小为0.2N
C.杆对物体的作用力为拉力,且大小为0.8N
D.杆对物体的作用力为拉力,且大小为0.2N

分析 小球在细杆的作用下,在竖直平面内做圆周运动.对最高点受力分析,找出提供向心力的来源,结合已知量可求出最高点小球速率为2m/s时的细杆受到的力.

解答 解:小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动,当在最高点小球与细杆无弹力作用时,小球的速度为V1,则有:
小球在最高点受力分析:重力与支持力
mg-F支=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
则F支=mg-m$\frac{{v}^{2}}{L}$=0.1×10-0.1×$\frac{{2}^{2}}{0.5}$=0.2N,为正说明就是支持力,大小为0.2N.
故选:B

点评 小球在杆的作用下做圆周运动,在最高点杆给球的作用是由小球的速度确定.因从球不受杆作用时的速度角度突破,比较两者的速度大小,从而确定杆给球的作用力.同时应用了牛顿第二、三定律.当然还可以假设杆给球的作用力,利用牛顿第二定律列式求解,当求出力是负值时,则说明假设的力与实际的力是方向相反.

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