题目内容

【题目】质量为m的小球由轻绳ab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】

Ab绳未断时, a绳拉力为小球重力 mgLb 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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