Question

一根质量可以忽略不计的轻杆．它的一端固定在光滑水平轴O上，另一端固定着一个质量为m的小球．使小球绕O轴在竖直平面内转动．在最低点小球受到轻杆作用力的方向是

向上

，在最高点小球受到轻杆作用力的方向是

向上、向下或者没有作用力

．

Answer 1

分析：小球通过最高点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力，故杆的弹力的方向一定与杆平行，但可能与杆同向，也可能与杆反向．最低点时方向肯定向上．

解答：解：小球做竖直面上的圆周运动，在最高点时的向心力大小与速度有关．
（特值法）特殊情况下v=

gl

，F_向=mg，小球只受重力；
当v＞

gl

，小球受重力和拉力；
当v＜

gl

，小球受重力和推力．
由于轻杆可以产生推力，而且v的大小未知，因此三种可能都存在；
在最低点重力与杆子的力提供向心力，方向指向圆心，而重力方向向下，所以轻杆作用力的方向向上．
故答案为：向上；向上、向下或者没有作用力

点评：本题关键在于杆求出无弹力的临界情况，杆对小球可以是拉力，可以是支持力，也可以没有力，而绳子对球只能是拉力．