Question

【題目】如圖所示，輕質桿的一端連接一個小球，繞套在固定光滑水平轉軸O上的另一端在豎直平面內做圓周運動。小球經過最高點時的速度大小為v，桿對球的作用力大小為F，其圖像如圖所示。若圖中的a、b及重力加速度g均為已知量，規定豎直向上的方向為力的正方向。不計空氣阻力，由此可求得（　　）

A.小球做圓周運動的半徑為

B.時，小球在最高點的動能為

C.時，小球對桿作用力的方向向下

D.時，桿對小球作用力的大小為a

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．由圖象知，當時，，桿對小球無彈力，此時重力提供小球做圓周運動的向心力，有

解得

故A錯誤；

B．由圖象知，當時，故有

解得

當時，小球的動能為

故B錯誤；

C．由圖象可知，當時，有

則桿對小球的作用力方向向下，根據牛頓第三定律可知，小球對桿的彈力方向向上，故C錯誤；

D．由圖象可知，當時，則有

解得

故D正確。

故選D。