题目内容

3.如图所示,长度为0.5m的轻质细杆OA,A端固定一质量为3kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,若小球通过最高点时的速度为2m/s,取g=10m/s2,则此时轻杆OA受到小球的作用力为(  )
A.6N的拉力B.6N的压力C.54N的拉力D.54N的压力

分析 小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力,根据合力提供向心力,列出牛顿第二定律解得结果.

解答 解:小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力,假设杆子的弹力方向向上为FN
根据合力提供向心力:mg-FN=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
得 FN=m(g-$\frac{{v}^{2}}{L}$)=3×(10-$\frac{{2}^{2}}{0.5}$)N=6N
说明杆对球是向上的支持力,根据牛顿第三定律得知轻杆OA受到小球向下的压力,大小为6N.
故选:B.

点评 注意本题中弹力的方向可能向下,也可能向上,假设弹力向上,如果解出是正值,说明此力向上,如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反,即方向应该向下.

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