Question

長度為L=0.50 m的輕質細桿OA，A端有一質量為m=3.0 kg的小球，如圖5-5-6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v=2.0 m/s，g取10 m/s²，則細桿此時受到（　　）

圖5-5-6

A.6.0 N拉力                        B.6.0 N壓力

C.24 N拉力                         D.24 N壓力

Answer 1

解析：本題考查向心力的應用和計算.與桿連接的小球在豎直面內做圓周運動通過最高點時，由于桿對球既可以產生拉力也可以產生壓力，所以求作用力時，應先利用臨界條件判斷桿對球施力的方向，或先假設力朝某一方向，然后根據所求結果進行判斷.

設小球以速度v₀通過最高點時，桿對球的作用力恰好為零，則mg=mv²/L

所以

因為v=2.0 m/s＜m/s,所以，小球過最高點時，對細桿產生壓力，由牛頓第二定律知

代入數據解得F=6.0 N.

答案：B