问题 多选题

如图所示,在倾角是30°的光滑斜面上,有一长为l的轻杆,杆的一端固定着一个小球,另一端绕垂直于斜面的光滑轴做圆周运动,运动到最高点速度是

gl
.(  )

A.在最高点时,杆对球的作用力为0

B.在最高点时,杆对球的作用力沿杆向上

C.在最高点时,杆对球的作用力沿杆向下

D.在最低点时,杆对球的作用力沿杆向上,大小是

7
2mg

答案

A、B、C、将重力按照作用效果沿平行斜面和垂直斜面方向正交分解,在最高点,重力的下滑分量和杆弹力的合力提供向心力,假设弹力为拉力,有

mgsinθ+F=m

v2
l

v=

gl

解得

F=mg-mgsinθ=

1
2
mg>0

故假设成立,杆对球为拉力;

故A错误、B错误、C正确;

D、小球从最高点到最低点过程,机械能守恒,有

1
2
mv2+mg(2lsinθ)=
1
2
m
v22

在最低点,有

F′-mgsinθ=m

v22
l

由①②解得

F′=

7
2
mg

故D正确;

故选CD.

解答题
选择题