Question

長度為L=0.4m的輕質(zhì)細(xì)桿OA，A端連有一質(zhì)量為m=2kg的小球，如圖所示，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是1m/s，則此時(shí)細(xì)桿對(duì)小球的作用力為（　�。�

A．15N，方向向上

B．15N，方向向下

C．5N，方向向上

D．5N，方向向下

Answer 1

分析：小球通過最高點(diǎn)時(shí)，由重力和細(xì)桿的作用力的合力向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解細(xì)桿對(duì)小球的作用力．

解答：解：設(shè)小球通過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)桿對(duì)小球的作用力方向向下，大小為F，由牛頓第二定律得
   mg+F=m

v2

L

得F=m

v2

L

-mg=2×

12

0.4

-20（N）=-15N，負(fù)號(hào)表示細(xì)桿對(duì)小球的作用力方向向上．
故選A

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于細(xì)桿模型，在最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力可能向上，也可能向下，也可能沒有力，可以根據(jù)臨界速度v=

gr

判斷桿的作用力方向．