Question

5．如图所示，长0.5m细杆的一端固定一质量为2kg的小球（可视为质点），可绕过O点的水平轴自由转动．现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，当它以速度2m/s通过轨道的最高点时，则杆对球的作用力是（g=10m/s²）（　　）

• A． 20N   向上
• B． 4N    向下
• C． 4N    向上
• D． 36N   向下

Answer 1

分析 求出杆子作用力为零时，小球在最高点的速度，从而判断出杆子的作用力，运用牛顿第二定律求出杆子作用力的大小．

解答 解：当杆子在最高达作用力为零时，有mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得v=$\sqrt{gr}=\sqrt{5}m/s＞2m/s$．知杆子表现为支持力．
根据牛顿第二定律得，mg-F=m$\frac{{v′}^{2}}{r}$，解得F=4N，方向向上．
故选：C

点评 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．