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如图,轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示,在圆周最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P(可近似认为此时速度为零),下列说法正确的是(  )
分析:由题,小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律研究杆对小球的作用力,再由牛顿第三定律研究小球对杆作用力.由牛顿第二定律讨论增大小球的初速度时,在最高点杆对球的作用力情况.
解答:解:
A、B以小球为研究对象,设在最高点时杆对小球的作用力大小为F,方向竖直向上.小球刚好能通过最高点P,速度为零,根据牛顿第二定律得,mg-F=m
v2
r
=0,即有F=mg,再由牛顿第三定律得到,小球在最高点时对杆的作用力也为mg.故A错误,B正确.
C、由上得到F=mg-m
v2
r
,增大小球的初速度,当v=
gr
时,F=0,在最高点时球对杆的力为零.故C正确.
D、若增大小球的初速度,当v>
gr
时,F<0,F方向竖直向下,杆对小球施加拉力,则球对杆也拉力作用.故D正确.
故选BCD
点评:本题竖直平面内圆周运动临界条件问题,抓住杆能支撑小球的特点,由牛顿第二定律进行分析.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

如图,轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示,在圆周最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P(可近似认为此时速度为零),下列说法正确的是


  1. A.
    小球在最高点时对杆的作用力为零
  2. B.
    小球在最高点时对杆的作用力为mg
  3. C.
    若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能为零
  4. D.
    若增大小球的初速度,则在最高点时杆对球的力有可能是拉力

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年河北省保定一中高一(下)第二次段考物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图,轻杆一端固定在光滑水平轴O上,另一端固定一质量为m的小球,如图所示,在圆周最低点给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P(可近似认为此时速度为零),下列说法正确的是( )

A.小球在最高点时对杆的作用力为零
B.小球在最高点时对杆的作用力为mg
C.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能为零
D.若增大小球的初速度,则在最高点时杆对球的力有可能是拉力

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科目:高中物理 来源:0103 期末题 题型:多选题

如图,轻杆一端固定着一质量为M的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,则
[     ]
A.小球过最高点时,杆的弹力可能为零
B.小球过最高点的速度最小为
C.小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受的重力方向相反,此时重力一定不小于杆对球的作用力
D.小球过最高点时,杆对球的作用力方向一定跟小球所受重力方向相同

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两图中O点都是固定转动轴,(a)图在轴上系一根细线,在线正中间及另一端点处各固定一个小球,把它们拉至水平位置,从静止释放;(b)图把轻杆一端固定在轴上,在杆正中间及另一端各固定一个小球,也拉至水平位置从静止释放。在两球向下运动的过程中,线或杆对B球都要做功。关于做功的原因,有下面两种说法:
①B球的速度方向总与AB垂直,但B球受到的弹力方向与BA方向成一角度
②B球受到的弹力方向总是沿BA方向,而B球的速度方向不与AB垂直下面说法中正确的是
A.对(a)图是原因①,对(b)图是原因②
B.对(a)图是原因②,对(b)图是原因①
C.对(a)图和(b)图都是原因①
D.对(a)图和(b)图都是原因②

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