问题
多选题
如图所示,质量不计的轻杆一端固定于水平轴O上,另一端固定一个质量为m的小球,使杆带动小球在竖直面内绕O轴运动,当小球经过最高点时,以下说法中正确的是( )
A.杆受到小球对它的压力可以为零
B.杆对小球的作用力可能竖直向上
C.杆对小球的作用力可能竖直向下
D.小球的速率不能小于gL(L为杆长)
答案
对小球受力分析,受重力G,弹力F,假设方向向下,如图
球做圆周运动,合力等于向心力,根据牛顿第二定律
G+F=mv2 r
解得
F=m
-mgv2 r
讨论:
①当F>0时,假设成立,杆对小球是向下的拉力;
②当F=0时,杆对小球无作用力;
③当F<0时,杆对小球的弹力方向与假设的方向相反,是向上的支持力;
故选ABC.