题目内容
如图所示,将小球拉紧,悬线在水平位置无初速释放,当小球达到最低点时,细线被与悬点在同一竖直线上的小钉P挡住,则在悬线被钉子挡住的前后瞬间比较( )
分析:由机械能守恒可知小球到达最低点的速度,小球碰到钉子后仍做圆周运动,由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系;由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系.
解答:解:A、在整个过程中只有重力做功,机械能守恒,悬线被小钉子挡住的前后,小球的机械能不变,故A错误;
B、悬线被小钉子挡住的前后,小球的线速度不变,则小球动能不变,故B错误;
C、小球做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg=m
,悬线张力F=mg+m
,悬线被小钉子挡住的后,小球做圆周运动的半径r减小,则悬线张力变大,故C错误;
D、小球的向心加速度a=
,悬线被小钉子挡住的前后,小球速度v不变,轨道半径r减小,故向心加速度变大,故D正确;
故选D.
B、悬线被小钉子挡住的前后,小球的线速度不变,则小球动能不变,故B错误;
C、小球做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg=m
v2 |
r |
v2 |
r |
D、小球的向心加速度a=
v2 |
r |
故选D.
点评:本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化,再由向心力公式分析绳子上的拉力变化.
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