题目内容

如图所示,在倾角是30°的光滑斜面上,有一长为l的轻杆,杆的一端固定着一个小球,另一端绕垂直于斜面的光滑轴做圆周运动,运动到最高点速度是数学公式


  1. A.
    在最高点时,杆对球的作用力为0
  2. B.
    在最高点时,杆对球的作用力沿杆向上
  3. C.
    在最高点时,杆对球的作用力沿杆向下
  4. D.
    在最低点时,杆对球的作用力沿杆向上,大小是数学公式
CD
分析:将重力按照作用效果沿平行斜面和垂直斜面方向正交分解,小球转动过程中,只有重力做功,机械能守恒;根据合力提供向心力列式求解;
解答:A、B、C、将重力按照作用效果沿平行斜面和垂直斜面方向正交分解,在最高点,重力的下滑分量和杆弹力的合力提供向心力,假设弹力为拉力,有
mgsinθ+F=

解得
F=mg-mgsinθ=>0
故假设成立,杆对球为拉力;
故A错误、B错误、C正确;
D、小球从最高点到最低点过程,机械能守恒,有

在最低点,有
F′-mgsinθ=m
由①②解得
F′=
故D正确;
故选CD.
点评:本题关键先将重力按照作用效果正交分解,由于合力提供向心力,然后根据牛顿第二定律和机械能守恒定律列式求解.
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