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()

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≥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()   ... 第2张

    B. 小球在最低点的速度V′≥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()   ... 第3张

    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=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()   ... 第4张,v=2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()   ... 第5张,所以小球在最低点的速度v′≥2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()   ... 第6张,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()   ... 第7张,解得:v=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()   ... 第8张

当v=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()   ... 第9张时,杆子的作用力为零;当v>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()   ... 第10张时,杆子对球表现为向下的拉力;当v<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()   ... 第11张时,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