Question

如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它在竖直面内做圆周运动，若小球通过最低点a处的速度为v_a=4m/s，通过最高点b处的速度为v_b=1m/s，g取10m/s²，则杆对小球作用力的情况（ ）

A．最高点b处为支持力，大小为24N
B．最高点b处为拉力，大小为24N
C．最低点a处为拉力，大小为96N
D．最低点a处为压力，大小为126N

Answer

在最高点和最低点，小球靠重力和杆子作用力的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力判断杆子的作用力的大小和方向．
【解析】
1、对于A、B选项：
在最高点，假设杆对小球作用力表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
mg+F=，则
F==．
所以杆子表现为支持力，大小为24N．
故A正确，B错误．
2、对于C、D选项：
在最低点，杆子一定表现为拉力，根据牛顿第二定律，有
，则
=
所以杆子变现为拉力，大小为126N．
故C、D均错．
故选A．