Question

如圖所示，長0.5m的輕質細桿，其一端固定于O點，另一端固定有質量為1kg的小球。小球在豎直平面內繞O點做圓周運動。已知小球通過最高點時速度大小為2m/s，運動過程中小球所受空氣阻力忽略不計，g取10m/s。關于小球通過最高點時桿對小球的作用力，下列說法中正確的是

A．桿對小球施加向上的支持力，大小為2N

B．桿對小球施加向上的支持力，大小為18N

C．桿對小球施加向下的拉力，大小為2N

D．桿對小球施加向下的拉力，大小為18N

Answer 1

C

試題分析：小球在豎直平面內做圓周運動，受力沿半徑方向和垂直半徑方向正交分解，半徑方向的合力提供圓周運動的向心力。通過最高點時，小球受重力和桿的彈力F作用。假設彈力F和重力同向豎直向下，那么半徑方向合力就有,帶入數據計算，彈力大于0所以彈力方向與假設的方向相同豎直向下，是拉力。答案C正確。