Question

2．如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動(dòng)，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對小球的作用力可能是（　　）

• A． a處為拉力，b處為拉力
• B． a處為拉力，b處為支持力
• C． a處為支持力，b處為拉力
• D． a處為支持力，b處為支持力

Answer 1

分析 小球做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)速度可以為零，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)重力和彈力的合力提供向心力，指向圓心，可以判斷桿的彈力方向．

解答 解：小球做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)，由受重力和桿的彈力的合力提供向心力；
假設(shè)彈力向下，如圖

根據(jù)牛頓第二定律得到，F(xiàn)₁+mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{r}$，得F₁=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{r}$-mg
當(dāng)v₁$＜\sqrt{gr}$時(shí)F₁＜0，為支持力，向上；
當(dāng)v₁＞$\sqrt{gr}$時(shí)F₁＞0，為拉力，向下；
當(dāng)v₁=$\sqrt{gr}$時(shí)F₁=0，無彈力；
球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，受重力和桿的彈力，如圖

由于合力提供向心力，即合力向上，故桿只能為向上的拉力；故AB正確，CD錯(cuò)誤．
故選：AB．

點(diǎn)評 要注意桿與繩子的區(qū)別，在最高點(diǎn)，由于桿能支撐小球，所以桿對球的作用力可以是支持力，可以是拉力，而繩子只能為拉力．