Question

如圖所示，一根長為L的細(xì)桿的一端固定一質(zhì)量為m的小球，整個系統(tǒng)繞桿的另一端在豎直面內(nèi)做圓周運動，且小球恰能過最高點。已知重力加速度為g，細(xì)桿的質(zhì)量不計。下列說法正確的是   

A．小球過最低點時的速度大小為

B．小球過最高點時的速度大小為

C．小球過最低點時受到桿的拉力大小為5mg

D．小球過最高點時受到桿的支持力為零

Answer 1

C

試題分析：因桿能支撐小球，輕桿帶著物體做圓周運動，只要物體能夠到達(dá)最高點就可以了，所以小球恰能過最高點時，在最高點的速度為零，所以B錯誤；設(shè)小球過最低點的速度為，小球從最高點到達(dá)最低點的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，則有，解得：，故A錯誤；在最高點和最低點時球的重力與桿對球的作用力的合力提供向心力．以小球為研究對象，設(shè)在最低點時桿對小球的作用力大小為，方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律得，，解得：，故C正確；以小球為研究對象，設(shè)在最高點時桿對小球的作用力大小為F，方向豎直向上，小球剛好能通過最高點P，速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得，，即有F=mg，所以小球過最高點時受到桿的支持力大小為，方向豎直向上，故D錯誤．所以選C．