Question

如图所示，长为L的轻杆一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O．现在最低点给球一初速度2

gL

＜v₀＜

4.5gL

，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F（　　）

A．一定是支持力

B．一定是拉力

C．一定等于0

D．可能是拉力，可能是支持力

Answer 1

分析：根据机械能守恒定律求出小球通过最高点的速度，在最高点时，小球由重力和杆的弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解．

解答：解：小球从最低点到最高点的过程，根据机械能守恒得：
2mgL=

1

2

m

v

2 0

-

1

2

mv2 
得最高点的速度为 v=

v 2 0 -4gL

因为2

gL

＜v₀＜

4.5gL

，则得：0＜v＜

0.5gL

在最高点，当杆对球恰好没有作用力时，设速度为V，由重力提供向心力，则得：mg=m

V2

L

，v=

gL

因为v＜V，则小球所需要的向心力小于重力，所以最高点时杆对小球的作用力F一定是支持力．故A正确，BCD错误．
故选：A

点评：本题综合考查了机械能守恒定律以及牛顿第二定律，关键搞清向心力的来源，运用牛顿运动定律进行分析．