Question

【題目】如圖所示，長為0.5m的輕桿一端與質量為2kg的小球相連，另一端可繞過O點的水平軸無摩擦自由轉動。現給小球一初速度，使其在豎直面內做圓周運動，若小球通過軌道最低點a時的速度為6m/s，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。則小球通過最低點a和最高點b時，下列說法正確的是

A.在a點，小球對輕桿作用力的方向豎直向下

B.在a點，小球對輕桿作用力的大小為144N

C.在b點，小球對輕桿作用力的方向豎直向下

D.在b點，小球對輕桿作用力的大小為44N

Answer 1

【答案】AD

【解析】

AB．在a點時，由于小球做圓周運動，所以輕桿對小球具有豎直向上的拉力，根據牛頓第三定律可知，小球對輕桿的作用力的方向豎直向下，根據向心力公式可知

即

故A正確，B錯誤；

CD．從最高點到最低點由動能定理得

解得：

當小球過最高點時與輕桿間無彈力時有

解得：

說明在最高點，輕桿對小球有向下的拉力，根據向心力公式可知

解得

故C錯誤，D正確。