Question

如圖所示，輕質(zhì)細(xì)桿的一端與一質(zhì)量為m的小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)給小球一初速度，使它做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)．已知小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)a時(shí)速度為v_a，經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)b時(shí)速度為v_b，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A、v_b≥0
• B、b處桿對(duì)球的力一定為推力
• C、v_b越大，則b處桿對(duì)球的力就越大
• D、a處桿對(duì)球的力一定為拉力，大小為m

  v 2 a

  r

Answer 1

分析：小球做勻速勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)速度可以為零，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)重力和彈力的合力提供向心力，指向圓心，可以判斷桿的彈力的方向，根據(jù)向心力公式可以判斷作用力的大�。�

解答：解：小球做圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力；
A、在最高點(diǎn)，桿子可以提供支持力，也可以提供拉力，當(dāng)桿子提供支持力且等于mg時(shí)，b點(diǎn)速度為零，所以v_b≥0，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、小球在最高點(diǎn)受重力和桿的彈力，若彈力向上，
由牛頓第二定律得：mg-F₁=m

vb2

r

，則F₁=mg-m

vb2

r

，隨著v_b增大，b處桿對(duì)球的力減小，故C錯(cuò)誤；
（2）球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，受重力和桿的彈力，由于合力提供向心力，即合力向上，故桿只能為向上的拉力，
由牛頓第二定律得：F₂-mg=m

va2

r

，解得：F₂=mg+m

v 2 a

r

，故D錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評(píng)：輕桿的作用力可以提供支持力，也可以提供拉力，要判斷是拉力還是支持力，我們要從小球所需要得向心力入手研究，根據(jù)需要的向心力的大小和方向確定桿子的作用力．要注意桿與繩子的區(qū)別，桿可以是支持力，可以是拉力，而繩子只能為拉力！