如图所示,轻杆一端固定一个小球,以另一端为轴在竖直平面内做圆周运动,小球达到最高点时,则( ) A.小球速度越大,球对杆的作用力越大 B.小球速度越大,球对杆的作用力越小 C.
问题描述:
如图所示,轻杆一端固定一个小球,以另一端为轴在竖直平面内做圆周运动,小球达到最高点时,则( )
A. 小球速度越大,球对杆的作用力越大
B. 小球速度越大,球对杆的作用力越小
C. 小球速度不为零,球对杆的作用力可能为零
D. 小球速度为零,球对杆的作用力一定为零
答
①当在最高点杆的弹力为零时,重力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:mg=m
,解得v=v2 R
;
gR
②当在最高点杆的弹力向下时,根据牛顿第二定律,有:F+mg=m
>mg,故v>v2 R
;随着速度的增加,杆对球的拉力不断增加,根据牛顿第三定律,球对杆的作用力也不断变大;
gR
③当在最高点杆的弹力向上时,根据牛顿第二定律,有:mg-F=m
<mg,故v<v2 R
;随着速度的增加,杆对球的拉力不断减小,根据牛顿第三定律,球对杆的作用力也不断减小;
gR
故ABD错误,C正确;
故选C.