Question

如圖所示，長度為0.5m的輕質細桿OP，P端有一個質量為3.0kg的小球，小球以O點為圓心在豎直平面內作勻速率圓周運動，其運動速率為2m/s，則小球通過最高點時桿子OP受到（g取10m/s²）（　　）

A．6.0 N的拉力

B．6.0 N的壓力

C．24 N的拉力

D．54 N的拉力

Answer 1

分析：根據牛頓第二定律求出小球在最高點桿子作用力為零時的速度，判斷出桿子表現為拉力還是支持力．從而根據牛頓第二定律求出作用力的大小．

解答：解：根據mg=m

v02

R

，解得v0=

gR

=

5

m/s＞2m/s，知桿子對球表現為支持力，球對桿子表現為壓力．
根據牛頓第二定律得，mg-N=m

v2

R

，解得N=mg-m

v2

R

=30-3×

4

0.5

N=6N．故B正確，A、C、D錯誤．
故選B．

點評：解決本題的關鍵明確小球做圓周運動向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求解．