题目内容

如图,长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端有固定轴O,杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动.已知小球通过最低点Q时,速度的大小为,则小球运动情况为( )
A.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向上的弹力
B.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向下的弹力
C.小球能达到圆周轨道的最高点P,但在P点不受轻杆的作用力
D.小球不可能达到圆周轨道的最高点P
【答案】分析:先根据动能定理判断小球能否到达P点,若能则小球在最高点时竖直方向上的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,求出小球在最高点的合力,从而确定小球受到的是拉力还是支持力.
解答:解:从Q到P点的过程中运用动能定理得:

解得vP=
所以小球能到达P点,故D错误
在P点有:
mg-N=m
解得:N=0
所以在P点不受轻杆的作用力,故C正确,AB错误.
故选C
点评:解决本题的关键知道圆周运动径向的合力提供向心力,以及知道杆子的作用力可以表现为支持力,也可以表现为拉力.
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