Question

【题目】如图，固定于O点的细线下端系一小球，不计空气阻力，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点往B点运动，此过程中小球（　　）

A. 所受合力为零

B. 所受水平拉力逐渐变小

C. 机械能守恒

D. 克服重力做功的功率逐渐变大

Answer 1

【答案】D

【解析】

根据小球做圆周运动，对其受力分析，受拉力F、重力G、绳子的拉力T，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，判断F的变化情况，根据P=Fvcosθ判断重力的功率变化的情况。

A．小球匀速率运动，动能不变，根据动能定理，合力做功为零，但合力不为零，合力充当向心力，故A错误；

B．小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点。设绳子与竖直方向夹角是θ，则　F/G＝tanθ（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上）得F＝Gtanθ，显然，从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F是一直增大的。故B错误；

C．小球匀速率运动，重力势能增加，动能不变，故机械能增加，故C错误；

D．重力不变，速度方向与重力的夹角不断增加（大于90度），故根据P＝Gvcosθ，重力的瞬时功率的绝对值不断增大；故D正确；

故选D。