Question

4．如圖所示，長度為L=0.5m的輕質細桿OA，A端有一質量為m=2kg的小球，小球以O點為圓心在豎直平面內做圓周運動，通過最高點時小球的速率為3m/s，g取10m/s²，則此時小球受到細桿的力為（　　）

• A． 16N的拉力
• B． 16N的支持力
• C． 6N的支持力
• D． 6N的拉力

Answer 1

分析 小球在細桿的作用下，在豎直平面內做圓周運動．對最高點受力分析，找出提供向心力的來源，結合已知量可求出最高點小球速率為2m/s時的細桿受到的力．

解答 解：在最高點，設桿子對小球的作用力向下，根據牛頓第二定律得：
mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：F=2×$\frac{{3}^{2}}{0.5}$-20=16N，方向向下，為拉力．
故選：A

點評 小球在桿的作用下做圓周運動，在最高點桿給球的作用是由小球的速度確定．因從球不受桿作用時的速度角度突破，比較兩者的速度大小，從而確定桿給球的作用力．同時應用了牛頓第二、三定律．當然還可以假設桿給球的作用力，利用牛頓第二定律列式求解，當求出力是負值時，則說明假設的力與實際的力是方向相反．