Question

10．如圖所示，長(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，其一端固定于O點(diǎn)，另一端固定有質(zhì)量為1kg的小球．小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．已知小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為2m/s，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球所受空氣阻力忽略不計(jì)，g取10m/s²．關(guān)于小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

• A． 桿對(duì)小球施加向下的拉力，大小為18N
• B． 桿對(duì)小球施加向上的支持力，大小為18N
• C． 桿對(duì)小球施加向下的拉力，大小為2N
• D． 桿對(duì)小球施加向上的支持力，大小為2N

Answer 1

分析 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，由重力和桿對(duì)小球的作用力的合力提供向心力，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：設(shè)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力方向向下，大小為F．根據(jù)牛頓第二定律得：
mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
則得：F=m（$\frac{{v}^{2}}{R}$-g）=1×（$\frac{{2}^{2}}{0.5}$-10）N=-2N，負(fù)號(hào)表示桿對(duì)小球的作用力方向向上，故桿對(duì)小球施加向上的支持力，大小為2N．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 解決圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，關(guān)鍵分析物體受力，確定向心力的來(lái)源，再運(yùn)用牛頓第二定律求解．