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.
练习册系列答案
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