题目内容

【题目】一个质量为的箱子放在水平地面上箱内用一段固定长度的轻质细线栓一质量为m的小球线的另一端拴在箱子的顶板上现把细线和球拉到左侧与竖直方向成角处静止释放如图所示在小球摆动的过程中箱子始终保持静止则以下判断正确的是

A. 在小球摆动的过程中,线的张力呈周期性变化,但箱子对地面的作用力始终保持不变

B. 小球摆到右侧最高点时,地面受到的压力为箱子受到地面向左的静摩擦

C. 小球摆到最低点时,地面受到的压力为箱子不受地面的摩擦力

D. 小球摆到最低点时,绳对箱顶的拉力大于mg,箱子对地面的压力大于

【答案】D

【解析】在小球摆动的过程中,速度越来越大,对小球受力分析根据牛顿第二定律可知: ,绳子在竖直方向的分力为: ,由于速度越来越大,角度越来越小,故越大,故箱子对地面的作用力增大,在整个运动过程中箱子对地面的作用力时刻变化,故A错误;小球摆到右侧最高点时,小球有垂直于绳斜向下的加速度,对整体由于箱子不动加速度为 为小球在竖直方向的加速度,根据牛顿第二定律可知: 则有: ,故,根据牛顿第三定律可知对地面的压力小于,故B错误;在最低点,小球受到的重力和拉力的合力提供向心力,由牛顿第二定律有: ,联立解得: ,则根据牛顿第三定律知,球对箱的拉力大小为: ,故此时箱子对地面的压力为: ,故小球摆到最低点时,绳对箱顶的拉力大于,,箱子对地面的压力大于,故C错误,D正确,故选D.

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