12.一輕桿一端固定質量為m的小球,以另一端O為圓心,使小球在豎直平面內作半徑為R的圓周運動,如圖所示,則(  )
A.小球過最高點時,桿對球作用力方向一定向下
B.小球過最高點時的最小速度是$\sqrt{gR}$
C.小球過最高點時(速度不為0),桿對球的作用力可以與球所受重力方向相反,此時重力一定大于桿對球的作用力
D.小球過最高點時,桿對球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反

分析 輕桿帶著物體做圓周運動,只要物體能夠到達最高點就可以了,在最高點和最低點時物體的重力與桿對球的作用力的合力作為向心力.

解答 解:A、當小球在最高點恰好只有重力作為它的向心力的時候,此時球對桿沒有作用力,所以A錯誤.
B、輕桿帶著物體做圓周運動,只要物體能夠到達最高點就可以了,所以最小速度為零,所以B錯誤.
C、小球在最高點速度小于$\sqrt{gR}$時,重力大于所需要的向心力,則桿對球的作用力方向與重力方向相反且小與重力,所以C正確;
D、當小球在最高點速度大于$\sqrt{gR}$時,重力小于所需要的向心力,澤桿對球的作用力一定跟小球所受重力的方向相同,所以D錯誤.
故選:C

點評 桿的模型和繩的模型是在高中常遇到的兩種基本模型,這兩種模型不一樣,桿在最高點的速度可以為零,而繩在最高點時的速度必須大于或等于最小速度.

練習冊系列答案
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G.滑動變阻器R2(0~100Ω、1A)
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