Question

長度為L=0.4m的輕質細桿OA，A端連有一質量為m=2kg的小球，如圖所示，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是1m/s，則此時細桿對小球的作用力為（　　）

A．15N，方向向上

B．15N，方向向下

C．5N，方向向上

D．5N，方向向下

Answer 1

分析：小球通過最高點時，由重力和細桿的作用力的合力向心力，根據牛頓第二定律求解細桿對小球的作用力．

解答：解：設小球通過最高點時細桿對小球的作用力方向向下，大小為F，由牛頓第二定律得
   mg+F=m

v2

L

得F=m

v2

L

-mg=2×

12

0.4

-20（N）=-15N，負號表示細桿對小球的作用力方向向上．
故選A

點評：對于細桿模型，在最高點時桿對小球的作用力可能向上，也可能向下，也可能沒有力，可以根據臨界速度v=

gr

判斷桿的作用力方向．