如图所示,长为R的轻杆,一端固定有一质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最高时(    )A.小球的最小速度B.小球所需的向心力随此时速度增加而

如图所示,长为R的轻杆,一端固定有一质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最高时(    )A.小球的最小速度B.小球所需的向心力随此时速度增加而

题型:不详难度:来源:
如图所示,长为R的轻杆,一端固定有一质量为m的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最高时(    )
A.小球的最小速度
B.小球所需的向心力随此时速度增加而变大
C.杆对球的作用力随此时的速度增加而变大
D.杆对球的作用力方向与球的重力相反时,大小随此时速度增加而变小

答案
BD
解析
考点:
分析:轻杆带着物体做圆周运动,只要物体能够到达最高点就可以了,在最高点和最低点时物体的重力与杆对球的作用力的合力作为向心力.
解答:解:A、当小球在最高点如果所受重力和支持力平衡,则向心力为零,速度为零,所以小球的最小速度为零,所以A错误.
B、向心力,可知小球所需的向心力随此时速度增加而变大,所以B正确.
C、D、小球在最高点时,如果速度恰好为,则此时恰好只有重力作为它的向心力,杆和球之间没有作用力,如果速度变大,则杆对小球的拉力增大,如果速度小于,重力大于所需要的向心力,杆就要随球由支持力,方向与重力的方向相反,如果速度增大,则杆的支持力减小,所以C错误D正确.
故选:BD
点评:杆的模型和绳的模型是在高中常遇到的两种基本模型,这两种模型不一样,杆在最高点的速度可以为零,而绳在最高点时的速度必须大于或等于最小速度.
举一反三
如图所示,圆锥摆甲乙的摆长之比为2:1,两摆球的质量相同,今使两圆锥摆做顶角分别为30°、60°的圆锥摆运动,则(   )
A.两摆球的向心加速度之比为1:3
B.两圆锥摆的运动周期之比为2:1
C.摆球的线速度之比为1:1
D.摆球的角速度之比为1:2

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如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2 倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C是大轮上一点C到圆心O1的距离等于小轮半径。转动时皮带不打滑,则A、B、C三点的角速度之比ωAωB ωC=__  __    ___,向心
加速度大小之比aAaBaC=____       。
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设想在珠穆朗玛峰上用电磁炮平射不同速度的炮弹,考虑到地球的第一宇宙速度为7.9km/s,第二宇宙速度为11.2km/s,第三宇宙速度为16.7km/s,且不计大气阻力,则对下述不同初速度炮弹轨迹的讨论中正确的是: (  )
A.v0=1.0km/s,其轨迹是抛物线
B.v0=7.9km/s,其轨迹是圆
C.v0=10.0km/s,其轨迹是椭圆
D.v0=18.0km/s,其轨迹是椭圆

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有一根长为0.4m的杆一端束缚着一个质量为0.5kg的小球,并绕杆的另一端以2rad/s的角速度在竖直平面内做匀速圆周运动,则小球在最低点和最高点对杆的作用力分别为:(   )
A.5.8N方向竖直向上;4.2N竖直向下
B.5.8N方向竖直向上;4.2N竖直向上
C.5.8N方向竖直向下;4.2N竖直向下
D.5.8N方向竖直向下:4.2N竖直向上

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有一圆弧面,其半径为Ro.质量为m的物体在拉力作用下沿圆弧面以恒定的速率v滑行,拉力的方向始终保持与物体的速度方向一致.已知物体与圆弧之间的滑动摩擦系数为µ,则物体通过圆弧面最高点P位置时拉力的大小为(       )
A.µmgB.µm(g-v2/R)
C.µmv2/RD. m(µg-v2/R)

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