Question

5．如圖所示，長0.5m細桿的一端固定一質量為2kg的小球（可視為質點），可繞過O點的水平軸自由轉動．現給小球一初速度，使它在豎直平面內做圓周運動，當它以速度2m/s通過軌道的最高點時，則桿對球的作用力是（g=10m/s²）（　�。�

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

Answer 1

分析 求出桿子作用力為零時，小球在最高點的速度，從而判斷出桿子的作用力，運用牛頓第二定律求出桿子作用力的大�。�

解答 解：當桿子在最高達作用力為零時，有mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得v=$\sqrt{gr}=\sqrt{5}m/s＞2m/s$．知桿子表現為支持力．
根據牛頓第二定律得，mg-F=m$\frac{{v′}^{2}}{r}$，解得F=4N，方向向上．
故選：C

點評 解決本題的關鍵知道小球做圓周運動向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求解．