Question

如图所示，长0.5m的轻质细杆，其一端固定于O点，另一端固定有质量为1kg的小球。小球在竖直平面内绕O点做圆周运动。已知小球通过最高点时速度大小为2m/s，运动过程中小球所受空气阻力忽略不计，g取10m/s。关于小球通过最高点时杆对小球的作用力，下列说法中正确的是

A. 杆对小球施加向上的支持力，大小为2N

B. 杆对小球施加向上的支持力，大小为18N

C. 杆对小球施加向下的拉力，大小为2N

D. 杆对小球施加向下的拉力，大小为18N

Answer

C

【解析】

试题分析：小球在竖直平面内做圆周运动，受力沿半径方向和垂直半径方向正交分解，半径方向的合力提供圆周运动的向心力。通过最高点时，小球受重力和杆的弹力F作用。假设弹力F和重力同向竖直向下，那么半径方向合力就有,带入数据计算，弹力大于0所以弹力方向与假设的方向相同竖直向下，是拉力。答案C正确。

考点：竖直平面内的圆周运动