如图所示,把小球拉起使悬线呈水平状态后,无初速地释放小球.球运动到最低点时绳碰到钉子A,AO是整个绳长的[2/3],以下

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  • 解题思路:小球碰到钉子A后线速度不变,小球碰到钉子后仍做圆周运动,由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系.

    设线长为L,设小球到达最低点时的速度大小为v.

    A、B根据机械能守恒定律得:mgL=[1/2mv2,得v=

    2gL]

    小球碰到钉子A后线速度不变,则根据牛顿第二定律得:

    碰到钉子前瞬间:T1-mg=m

    v2

    L,则得:T1=mg+m

    v2

    L

    碰到钉子后瞬间:T2-mg=m

    v2

    1

    3L=3m

    v2

    L,得T2=mg+3m

    v2

    L,可见,T2<3T1.故AB错误.

    C、碰到钉子前后的瞬间,绳子拉力与小球的速度垂直,不改变速度大小,故碰到钉子前后的瞬间小球的机械能保持不变.故C正确.

    D、小球要通过最高点,在最高点的速度v≥

    gr=

    g•

    L

    3

    假设小球到达最高点时的速度为v′,根据机械能守恒得:

    [1/2mv′2=

    1

    2]•mg[1/3]L,得v′=

    1

    3gL,可见,小球恰好能越过最高点.故D正确.

    故选CD

    点评:

    本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化,再由向心力公式分析绳子上的拉力变化.

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