题目内容

【题目】在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3 m的正三棱柱abc,俯视如图所示。长度为L=1 m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一质量为m=0.5 kg、不计大小的小球。初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以v0=2 m/s且垂直于细线方向的水平速度,由于棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失)。已知细线所能承受的最大拉力为7 N,则下列说法中不正确的是

A. 细线断裂之前,小球速度的大小保持不变

B. 细线断裂之前,小球所受细线拉力的冲量为零

C. 细线断裂之前,小球运动的总时间为0.7π s

D. 细线断裂之前,小球运动的位移大小为0.1 m

【答案】D

【解析】细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变.故A正确.细线断裂之前,小球所受细线拉力不为零,故拉力的冲量不为零,选项B错误;绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由 得,此时的半径为 ,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则小球运动的总时间为: ,而r1=1m,r2=0.7m,r3=0.4m,v0=2m/s,解得:t=0.7π s.故C正确.小球每转120°半径减小0.3m,细线断裂之前,小球运动的位移大小为1m-0.1m=0.9m.故D错误.故选AC.

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