Question

高一物理题 谢谢了···要过程

10.一轻杆固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,则 ( AC ) A. 小球过最高点时,杆所受的弹力可以为零. B. 小球过最高点时起码速度为 C. 小球过最高点时,杆对球的作用力可以与重力相反, 此时重力一定大于 杆对球的作用力 . D. 小球过最高点时, 杆对球的作用力一定跟小球的重利方 过程 谢谢

Answer 1

首先最高点假设具有速度v，为了让小球作半径为R的圆周运动，需要提供向心力。
定义向心力Fn=mv^2/R。对小球受力分析，受到重力G=mg,不一定受到杆的力，若有，则定义杆的力为T。
先看选项A:小球过最高点时,杆所受的弹力可以为零
的确，此时仅由重力提供向心力。G=mg=Fn=mv^2/R，推得v=(gR)^(1/2)，就是v等于根号gR。
接下来讨论：
若小球速度大于(gR)^(1/2)，重力不足以提供向心力，这个时候杆对小球有向下的拉力T，方向与重力相同，即竖直向下。
若小球速度正好等于(gR)^(1/2)，此时重力提供向心力，无需杆的力参与，即杆对小球没有弹力作用，根据牛三，反作用力为零，杆所受的弹力为零。即选项A所指。
若小球速度小于(gR)^(1/2)，重力与杆的支持力（向上，与重力相反）的合力（必须向下，指向圆心）提供向心力，此时也就是说重力必须要大于杆对球的作用力，否则小球受力向圆外或者没有向心力，都无法做圆周运动，且会发生矛盾（轻杆牵着球，长度不变，球此刻却要做匀速直线运动）。这种情况即选项C所指。
只要建立所谓“供需平衡”，圆周运动题目就都可解。
所谓需，就是小球以v做半径R的圆周运动需要多少向心力？（套公式即可Fn=mv^2/R）
所谓供，根据受力情况假设或确定小球受的合力，看看和需要的向心力的关系。相等即可作圆周运动，如果不等，供大于需则近心（椭圆）运动，供小于需则离心（椭圆）运动。
具体题目具体分析~
B.D选项不知所云。既然是错的就不解释咯。