Question

如图甲所示，轻杆一端与质量为1kg、可视为质点的小球相连，另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示，A、B、C三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点，该三点的纵坐标分别是1、0、﹣5。g取10m/s²，不计空气阻力，下列说法正确的是

A．轻杆的长度为0．6m

B．小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向上

C．B点对应时刻小球的速度为3m/s

D．曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0．5m

Answer

AB

【解析】

试题分析: 解：A、设杆的长度为L，小球从A到C的过程中机械能守恒，得：，所以：,故A正确；B、若小球在A点恰好对杆的作用力是0，则：，临界速度：．由于小球在A点的速度小于临界速度，所以小球做圆周运动需要的向心力小于重力，杆对小球的作用力的方向向上，是竖直向上的支持力．故B正确；C、小球从A到B的过程中机械能守恒，得：，所以：．故C错误；D、由于y轴表示的是小球在水平方向的分速度，所以曲线AB段与坐标轴所围图形的面积表示A到B的过程小球在水平方向的位移，大小等于杆的长度，即0．6m．故D错误．故选AB．

考点：考查向心力；牛顿第二定律．

【名师点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动，将牛顿第二定律与机械能守恒定律相结合即可正确解答．该题中的一个难点是D选项中“曲线AB段与坐标轴所围图形的面积”的意义要理解．