Question

5．如图所示，轻杆的一端固定着一个小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点时，下列叙述不可能的是（　　）

• A． 杆对球产生拉力，大于小球重力
• B． 杆对球产生拉力，小于小球重力
• C． 杆对球产生支持力，大于小球重力
• D． 杆对球产生支持力，小于小球重力

Answer 1

分析 细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零，靠径向的合力提供向心力，杆子可以表现为支持力，也可以表现为拉力，根据牛顿第二定律判断杆子的作用力和速度的关系

解答 解：小球在竖直面内做圆周运动，当拉力向下时，F+mg=$\frac{m{v}^{2}}{r}$，解得F=$\frac{m{v}^{2}}{r}-mg$，此时的拉力大小与速度有关，故可能大于球的重力，也可能小于重力，故AB正确；
C、小球在竖直面内做圆周运动，当是支持力时，mg-F=$\frac{m{v}^{2}}{r}$，解得F=$mg-\frac{m{v}^{2}}{r}$、，当速度为零时，支持力最大，为mg，故C错误；
D、根据C可知，当$0＜v＜\sqrt{gr}$时，杆对球产生支持力，小于小球重力，故D正确；
因选不可能的，故选：C

点评 解决本题的关键知道小球在最高点的临界情况，知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解