长度为0.5m的轻杆OA,A端有一质量为3.0kg的小球,现使小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率为2. 0m/s,则此时杆对小球的作用力(  )(g=10m/s²)

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小球在细杆的作用下,在竖直平面内做圆周运动.对最高点受力分析,找出提供向心力的来源,结合已知量可求出最高点小球速率为2m/s时的细杆受到的力.
小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动,当在最高点小球与细杆无弹力作用时,小球的速度为V₁,则有得:
∵∴小球受到细杆的支持力
小球在O点受力分析:重力与支持力
则
所以细杆受到的拉力,大小为8N.
故选AD.
点评:小球在杆的作用下做圆周运动,在最高点杆给球的作用是由小球的速度确定.因从球不受杆作用时的速度角度突破,比较两者的速度大小,从而确定杆给球的作用力.同时应用了牛顿第二、三定律.当然还可以假设杆给球的作用力,利用牛顿第二定律列式求解,当求出力是负值时,则说明假设的力与实际的力是方向相反.

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