题目内容
【题目】质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时杆子停止转动,则( )
A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B.在绳被烧断瞬间,a绳中张力突然增大
C.若角速度ω较小,小球在平行于平面ABC的竖直平面内摆动
D.若角速度ω较大,小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动
【答案】BD
【解析】
A.b绳未断时, a绳拉力为小球重力 mg,Lb为 b的长度,小球速度为:
b绳断时,由于惯性,球具有水平向外的速度受竖直向下的重力和竖直向上的 a绳的拉力而在竖直面内做圆周运动,故A错误;
B.由牛顿运动定律有:
可知当 b绳断时,绳a的拉力大于小球重力,B正确;
C.当 较小时,球在最低点速度较小,可能会存在:
不能摆到与 A点等高处,而在竖直面内来回摆动,水平方向没有力提供向心力,故不能在平行于平面ABC的竖直平面内摆动,故C错误.
D.当 较大时,球在最低点速度较大,如果:
可在竖直面内做完整的圆周运动,故 D正确.
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