题目内容


一根长为L的轻杆下端固定一个质量为m的小球,上端连在光滑水平轴上,轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计空气阻力).当小球在最低点时给它一个水平初速度v0,小球刚好能做完整的圆周运动.若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大,则下列判断正确的是(    )

A.小球能做完整的圆周运动,经过最高点的最小速度为

B.小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大

C.小球在最低点对轻杆的作用力一直增大

D.小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心


【答案】BC

【解析】

A、设轻杆对小球的作用力大小为F,方向向上,小球做完整的圆周运动经过最高点时,对小球,由牛顿第二定律得,当轻杆对小球的作用力大小时,小球的速度最小,最小值为零,故A错误;

B、由,可得在最高点轻杆对小球的作用力,若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大,小球经过最高点时的速度v也逐渐增大,所以轻杆对小球的作用力F先减小后方向增大,由牛顿第三定律可得小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大,故B正确;

C、在最低点,由,可得轻杆对小球的作用力,若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大,则轻杆对小球的作用力一直增大,故C正确;

D、轻杆绕水平轴在竖直平面内运动,小球不是做匀速圆周运动,所以合外力的方向不是始终指向圆心,只有在最低点和最高点合外力的方向才指向圆心,故D错误。

故选BC。

【考点】向心力;匀速圆周运动


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