如图4所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀速圆周运动/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图4所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s,通过轨道最高点b处的速度为vb=1m/s,g取10m/s2,则杆对小球作用力的情况
                
①.最高点b处为拉力,大小为24N
②.最高点b处为支持力,大小为24N
③.最低点a处为拉力,大小为126N
④.最低点a处为压力,大小为126N
A.①③B.①④C.②③D.②④

◎ 答案

C

◎ 解析

在最高点和最低点,小球靠重力和杆子作用力的合力提供圆周运动的向心力,根据合力提供向心力判断杆子的作用力的大小和方向.
解:在最高点,假设杆对小球作用力表现为拉力,根据牛顿第二定律,有mg+F=m,则F=m-mg=-24N.所以杆子表现为支持力,大小为24N.
在最低点,杆子一定表现为拉力,根据牛顿第二定律,有F-mg=m,则F=m+mg=126N所以杆子变现为拉力,大小为126N.
点评:解决本题的关键知道杆子既可以表现为拉力,也可以表现为支持力,做圆周运动时,在最高点和最低点,靠重力和杆子的作用力的合力提供圆周运动的向心力.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图4所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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