Question

如圖，細(xì)桿的一端與一小球相連，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，使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對(duì)球的作用力情況是（　�。�

A．a(chǎn)處可能是壓力

B．b處一定是拉力

C．b處一定是支持力

D．b處可能沒(méi)有彈力

Answer 1

分析：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，受重力和拉力，只有重力做功，機(jī)械能守恒；在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)重力和彈力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式分析．

解答：解：A、在最低點(diǎn)a，小球受到重力和桿的彈力，合力提供向心力，向上，故桿一定是拉力，故A錯(cuò)誤；
B、C、D、在最高點(diǎn)b，小球受到重力和彈力，合力提供向心力，假設(shè)彈力向下，有
F+mg=m

v2

R

當(dāng)v=

gR

時(shí)，F(xiàn)=0，故D正確；
當(dāng)v＞

gR

時(shí)，F(xiàn)＞0，假設(shè)成立，即彈力向下，為拉力，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)v＜

gR

時(shí)，F(xiàn)＜0，負(fù)號(hào)表示彈力的方向與假設(shè)的方向相反，為向上的支持力，故B錯(cuò)誤；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式求解出桿的彈力的表達(dá)式，然后再進(jìn)行討論，注意用正負(fù)表示方向．