题目内容
【题目】如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然后撤去水平力F,小球从B返回到A点时细线的拉力为T2,则( )
A. T1=T2=2mg
B. 从A到B,拉力F做功为mgL
C. 从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变
D. 从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率先增大后减小
【答案】AD
【解析】小球在B位置时受到向下的重力mg、水平向左的拉力F、沿BO方向的拉力T1,根据平衡条件应有;小球返回到A时,根据牛顿第二定律应有
从B到A由动能定理可得mgL(1-cos60°)=mvA20;联立可得T2=2mg,即T1=T2=2mg
,所以A正确;根据动能定理应有WF-mgL(1-cos60°)=0,解得WF=mgL,所以B错误;从B到A小球做圆周运动,在B点时所受的合力为FB=mgsinθ,在A点时所受的合力为 ,再由动能定理mgL(1-cosθ)=mvA2,解得FA=2mg(1-cosθ),显然FA≠FB
,所以C错误;根据P=Fvcosα,小球在B点时的速度为0,所以重力的瞬时功率也为0,尽管小球在A点时的速度最大,但此时在竖直方向的速度为0,所以重力的瞬时功率也为0,所以小球从B到A的过程中重力的瞬时功率应先增大后减小,D正确;故选AD.
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