如图所示，一内壁光滑、质量为m、半径为r的环形细圆管，用硬杆竖直固定在天花板上．有一质量为m的水球（可看作质点）在圆管中运动．水球以速率V0经过圆管最低点时，杆对圆管的作用

Question

如图所示，一内壁光滑、质量为m、半径为r的环形细圆管，用硬杆竖直固定在天花板上．有一质量为m的水球（可看作质点）在圆管中运动．水球以速率V₀经过圆管最低点时，杆对圆管的作用力大小为（　　）

A. m

(V20)/(r)

B. mg+m

(V20)/(r)

C. 2mg+m

(V20)/(r)

D. 2mg-m

(V20)/(r)

Answer 1

以球为研究对象，根据牛顿第二定律得，N-mg=m(v20)/(r)，解得N=mg+m(v20)/(r)
由牛顿第三定律知：球对圆环的作用力大小 N′=N=mg+m(v20)/(r)，方向向下．
再以圆环为研究对象，由平衡条件可得：杆对圆管的作用力大小 F=mg+N′=2mg+m(v20)/(r)．
故选：C．