题目内容
【题目】如图(a)所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,质量为0.6kg的小球C(小球可视为质点)用细绳拴在铁钉B上,A、B、C在同一直线上.t=0时,给小球一垂直于绳,大小为2m/s的速度,使小球在水平面上做圆周运动.在0≤t≤t2时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示.若细绳能承受的最大拉力为6.4N,则下列说法中正确的是()
A. 两钉子间的距离为0.2m
B. t=3.3s时细绳拉力的为3N
C. t1为0.6πs
D. 小球从开始运动到绳被拉断历时2πs
【答案】ACD
【解析】
A.由牛顿第二定律可得:,当F=2N时,r1=1. 2m,F=2. 4N时,r2=1m,两钉子间的距离d为小球做圆周运动减小的半径即,故A正确;
BC.由周期可得,r1=1. 2m时,T1=1. 2πS,r2=1m时,T2=πs,而小球每经半个周期与另一钉子接触,小球从开始运动经T1/2=0. 6πs绳子与铁钉A接触,小球做圆周运动半径减小,绳子受到的拉力增大,所以t1=0. 6π;小球从开始运动经=3. 45s>3. 3s绳子才再次与铁钉B接触,所以t=3. 3s时细绳拉力仍为2. 4N,故B错误,C正确;
D.当绳受到的拉力为6. 4N时,r=0. 375m<0. 4m,即当r=0. 4m时,绳子还不会断,小球从开始运动到绳被拉断历时,故D正确.
故选:ACD
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