题目内容

18.如图所示,轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球.小球在最低点时给它一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能到达最高点P,下列说法正确的是(  )
A.小球在最高点时的速度恰好为零
B.小球在最高点时对杆的作用力为零
C.若减小小球的初速度,则小球仍然能够到达最高点
D.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的作用力可能增大

分析 在最高点和最低点,由合外力提供小球所需要的向心力,根据动能定理及向心力公式列式求解,注意杆子的作用力可以向上,也可以向下.

解答 解:A、在最高点,由于杆子能支撑小球,所以小球在最高点时的速度恰好为零,故A正确.
B、小球在最高点时小球的速度为零,向心力为零,则对杆的作用力F=mg,方向竖直向上,故B错误.
C、若减小小球的初速度,根据机械能守恒定律可知小球能达到的最大高度减小,不能到达最高点P,故C错误.
D、在最高点,若小球所受的杆的作用力方向向下,根据牛顿第二定律:F+mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,若增大小球的初速度,v也增大,则F增大,故D正确.
故选:AD.

点评 本题竖直平面内圆周运动临界条件问题,抓住杆能支撑小球的特点,最高点的临界速度为零,由牛顿第二定律进行分析.

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