Question

【题目】如下图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，小球到最低点时的速度为 则下列说法正确是（ ）

A. 小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为（M＋6m）g

B. 小球运动到最高点时，台秤的示数最小且为Mg

C. 小球在a、b、c三个位置台秤的示数相同

D. 小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态

Answer 1

【答案】AC

【解析】小球恰好能通过圆轨道最高点，在最高点，细线中拉力为零，小球速度．小球从最高点运动到最低点，由机械能守恒定律， ，在最低点，由牛顿第二定律， ，联立解得细线中拉力F=6mg．小球运动到最低点时，台秤的示数最大且为Mg+F=（M+6m）g，选项A正确；小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg，但是不是最小，当小球处于如图所示状态时，

设其速度为v1，由牛顿第二定律有：
解得悬线拉力 T=3mg（1-cosθ）
其分力Ty=Tcosθ=3mgcosθ-3mgcos2θ
当cosθ=0.5，即θ=60°时，Ty有最大值，则台秤的最小示数为Fmin=Mg-Ty=Mg-0.75mg．选项B错误；小球在a、b、c三个位置，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，选项C正确；人没有运动，不会有超重失重状态，故D错误 ；故选AC