Question

如圖，長為L的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端有固定軸O，桿可在豎直平面內(nèi)繞軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)．已知小球通過最低點(diǎn)Q時(shí)，速度的大小為V=

6gL

，則小球運(yùn)動(dòng)情況為（　　）

A．小球能達(dá)到圓周軌道的最高點(diǎn)P，且在P點(diǎn)受到輕桿向上的彈力

B．小球能達(dá)到圓周軌道的最高點(diǎn)P，且在P點(diǎn)受到輕桿向下的彈力

C．小球能達(dá)到圓周軌道的最高點(diǎn)P，但在P點(diǎn)不受輕桿的作用力

D．小球不可能達(dá)到圓周軌道的最高點(diǎn)

Answer 1

分析：先根據(jù)動(dòng)能定理判斷小球能否到達(dá)P點(diǎn)，若能則小球在最高點(diǎn)時(shí)豎直方向上的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，求出小球在最高點(diǎn)的合力，從而確定小球受到的是拉力還是支持力．

解答：解：從Q到P點(diǎn)的過程中，運(yùn)用動(dòng)能定理得：
  

1

2

m

v

2 Q

=

1

2

m

v

2 P

+2mgL
解得v_P=

2gL

所以小球能到達(dá)P點(diǎn)，故D錯(cuò)誤
在P點(diǎn)，設(shè)桿對(duì)小球的彈力向上，則有：
mg-N=m

v 2 P

L

解得：N=-mg，說明桿對(duì)小球的彈力方向向下，故B正確，AC錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道圓周運(yùn)動(dòng)徑向的合力提供向心力，以及知道桿子的作用力可以表現(xiàn)為支持力，也可以表現(xiàn)為拉力．