Question

12．如圖所示，長為L的輕桿，一端固定一個小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)作圓周運動，關(guān)于小球在最高點的速度v₀下列說法中正確的是（　�。�

• A． v₀的最小值為$\sqrt{gL}$
• B． v₀由零逐漸增大，向心力也逐漸增大
• C． 當v₀由$\sqrt{gL}$值逐漸增大時，桿對小球的彈力也逐漸增大
• D． 當v₀為$\sqrt{gL}$時，小球運動到最低點時的速度為5$\sqrt{gL}$

Answer 1

分析 桿子在最高點可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力，臨界的速度為零，根據(jù)牛頓第二定律判斷桿子對小球的彈力隨速度變化的關(guān)系．

解答 解：A、當重力等于桿子的支持力時，小球在最高點的最小速度為零，故A錯誤．
B、在最高點，根據(jù)${F}_{向}=\frac{m{v}^{2}}{r}$得，速度增大，向心力也逐漸增大．故B正確．
C、在最高點，若速度$v=\sqrt{gR}$，桿子的作用力為零，當v$＞\sqrt{gR}$，桿子表現(xiàn)為拉力，速度增大，向心力增大，則桿子對小球的拉力增大．故C正確．
D、當v₀為$\sqrt{gL}$時，根據(jù)動能定理可知$mg•2L=\frac{1}{2}mv{′}^{2}-\frac{1}{2}{mv}_{0}^{2}$，解得$v′=5\sqrt{gL}$，故D正確
故選：BCD．

點評 解決本題的關(guān)鍵搞清小球向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求解，以及知道桿子可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力．