如图所示小球固定在轻杆的一端,轻杆绕O点转动,小球在竖直面内做完整的圆周运动,圆周运动的半径为L.则() ...
问题详情:
如图所示小球固定在轻杆的一端,轻杆绕O点转动,小球在竖直面内做完整的圆周运动,圆周运动的半径为L.则()
A. 小球在最高点的速度V≥
B. 小球在最低点的速度V′≥
C. 小球在最高点时,轻杆对小球的作用力方向一定向下
D. 小球在最低点时,轻杆对小球的作用力方向一定向上
【回答】
考点: 向心力.
专题: 匀速圆周运动专题.
分析: 轻杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动,在最高点的最小速度为零,靠径向的合力提供向心力,杆可以表现为支持力,也可以表现为拉力,根据牛顿第二定律判断杆子的作用力方向.
解答: 解:A、杆能支撑小球,所以小球在最高点的最小速度为零,故A错误;
B、设小球在最低点的最小速度为v,根据机械能守恒得:mg•2L=,v=2,所以小球在最低点的速度v′≥2,故B错误.
C、在最高点,当球只受重力时,根据牛顿第二定律,有:mg=m,解得:v=;
当v=时,杆子的作用力为零;当v>时,杆子对球表现为向下的拉力;当v<时,杆子表现为向上的支持力;故C错误;
D、小球在最低点时,合外力指向圆心,即合外力向上,重力向下,则杆对球一定有向上的拉力,故D正确.
故选:D.
点评: 解决本题的关键知道小球在最高点的临界情况,知道向心力的来源,会运用牛顿第二定律进行分析.
知识点:向心力
题型:选择题