题目

题型：不详难度：来源：

如图4所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度为va＝4m/s，通过轨道最高点b处的速度为vb＝1m/s，g取10m/s2，则杆对小球作用力的情况
                
①．最高点b处为拉力，大小为24N
②．最高点b处为支持力，大小为24N
③．最低点a处为拉力，大小为126N
④．最低点a处为压力，大小为126N

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

答案

C

解析

在最高点和最低点，小球靠重力和杆子作用力的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力判断杆子的作用力的大小和方向．
解：在最高点，假设杆对小球作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律，有mg+F=m，则F=m-mg=-24N．所以杆子表现为支持力，大小为24N．
在最低点，杆子一定表现为拉力，根据牛顿第二定律，有F-mg=m，则F=m+mg=126N所以杆子变现为拉力，大小为126N．
点评：解决本题的关键知道杆子既可以表现为拉力，也可以表现为支持力，做圆周运动时，在最高点和最低点，靠重力和杆子的作用力的合力提供圆周运动的向心力．