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如图 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 如图所示 在圆周最

时间:2023-02-21 09:08:14

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如图 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 如图所示 在圆周最

问题补充:

如图,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,如图所示,在圆周最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P(可近似认为此时速度为零),下列说法正确的是A.小球在最高点时对杆的作用力为零B.小球在最高点时对杆的作用力为mgC.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能为零D.若增大小球的初速度,则在最高点时杆对球的力有可能是拉力

答案:

BCD

解析分析:由题,小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律研究杆对小球的作用力,再由牛顿第三定律研究小球对杆作用力.由牛顿第二定律讨论增大小球的初速度时,在最高点杆对球的作用力情况.

解答:

A、B以小球为研究对象,设在最高点时杆对小球的作用力大小为F,方向竖直向上.小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律得,mg-F=m=0,即有F=mg,再由牛顿第三定律得到,小球在最高点时对杆的作用力也为mg.故A错误,B正确.

C、由上得到F=mg-m,增大小球的初速度,当v=时,F=0,在最高点时球对杆的力为零.故C正确.

D、若增大小球的初速度,当v>时,F<0,F方向竖直向下,杆对小球施加拉力,则球对杆也拉力作用.故D正确.

故选BCD

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,由牛顿第二定律进行分析.

如图 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 如图所示 在圆周最低点给小球一初速度 使其在竖直平面内做圆周运动 且刚好能通过最高点P(可近似认为此时

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