如图4-3-14,细轻杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转

如图4-3-14,细轻杆的一端与一小球相连,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,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是(    )

4-3-14

A.a处为拉力,b处为拉力

B.a处为拉力,b处为推力

C.a处为推力,b处为拉力

D.a处为推力,b处为推力

答案

解析:小球做圆周运动所需的向心力由重力和杆对球的作用力共同提供,小球在最低点a处,向心力方向必须竖直向上,而重力方向竖直向下,所以杆对球的作用力的方向必定向上指向圆心,即杆对球的作用力只能是拉力(于是可排除C、D两个选项).球在最高点b处,所需向心力方向应竖直向下,重力方向竖直向下,则杆对球作用力的情况取决于球此时速度的大小.当小球速率v=(R为球做圆周运动的半径)时,mg=m,重力刚好满足向心力的需要,杆对球的作用力为零;当小球速率v>,即mg<m时,重力不足以提供向心力,杆就对球施加向下的拉力以满足向心力的需要;当v<,即mg>m时,杆就对球施以向上的推力以满足向心力的需要,选项A、B正确.

答案:AB

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