如图1所示，轻杆一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球...

问题详情：

如图1所示，轻杆一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到F–v2图象如图2所示，取g=10 m/s2，则

A. O轴到球心间的距离为0.5 m

B. 小球质量为3 kg

C. 小球恰好通过最高点时的速度大小为5 m/s

D. 小球在最低点的初速度大小为 m/s时通过最高点时杆不受球的作用力

【回答】

A

【解析】ABC、小球通过最高点时，O轴受到杆的作用力F与小球受到杆的作用力F′等值反向，即F=–F′．小球过最高点时，根据牛顿第二定律有mg+F′=m，得F=–v2+mg，结合图2，斜率为，当v2=0时mg=3，解得m=0.3 kg，R=0.5 m，当F=0时v=，当小球通过最高点的速度，球恰好通过最高点，选项A正确，B、C均错误；

D、设小球在最低点的初速度为v0时，通过最高点时球不受杆的作用力，则根据机械能守恒定律有m=m+mg·2R，解得v0=5 m/s，选项D错误．

知识点：生活中的圆周运动

题型：选择题