题目内容
【题目】如图甲所示,轻杆一端与质量为1kg、可视为质点的小球相连,另一端可绕光滑固定轴在竖直平面内自由转动,现使小球在竖直平面内做圆周运动,经最高点开始计时,取水平向右为正方向,小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示,A、B、C三点分别是图线与纵轴、横轴的交点、图线上第一周期内的最低点,该三点的纵坐标分别是1、0、-5。g取10m/s,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 轻杆的长度为0.5m
B. 小球经最高点时,杆对它的作用力方向竖直向上
C. B点对应时刻小球的速度为13m/s
D. 曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.5m
【答案】B
【解析】A:由题意可得,小球在最高点速度,小球在最低点速度,据动能定理可得: ,解得: ,即轻杆的长度为0.6m。故A项错误。
B:若小球在最高点时,杆对球的力为零,则,临界速度, ,由于小球在A点的速度小于临界速度,小球做圆周运动所需的向心力小于重力,杆对小球的作用力的方向竖直向上。故B项正确。
C:对小球从A到B的过程,应用动能定理可得: ,解得,故C项错误。
D:由于y轴表示的是小球在水平方向的分速度,所以曲线AB段与坐标轴所围图形的面积表示A到B过程中小球在水平方向的位移,大小等于杆的长度,即0.6m。故D项错误。
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