长度为0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为3kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s,取g=10m/s2,则此时轻杆OA将(  )A. 受到6.0N的拉力B. 受到6.0N的压力C. 受到24N的拉力D. 受到24N的压力

问题描述:

长度为0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为3kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s,取g=10m/s2,则此时轻杆OA将(  )
A. 受到6.0N的拉力
B. 受到6.0N的压力
C. 受到24N的拉力
D. 受到24N的压力

小球到达最高点时,受重力和杆的弹力,先假设为向下的弹力,由牛顿第二定律有:
F+mg=m

v2
r

解得:F=m
v2
r
-mg=3×
22
0.5
-3×10=-6N<0
故弹力的方向与假设的方向相反,为向上的6N支持力;
根据牛顿第三定律,球对杆有向下的6N压力;
故选:B.
答案解析:物体运动到圆周运动的最高点时,杆的弹力和重力的合力提供向心力,可以直接根据牛顿第二定律列式求解.
考试点:向心力.
知识点:本题可先假设弹力向下,解的结果为正,假设成立,若为负,实际方向与假设方向相反!