Question

【题目】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上．物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F，小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)

A.物块向右匀速运动时，绳中的张力一定小于2F

B.小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F

C.物块上升的最大高度为

D.速度v不能超过

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

A．由题意可知，F为物块与夹子之间的最大静摩擦力，但在实际过程中，物块在夹子中没有滑动，夹子与物块之间的静摩擦力没有超过最大，故物块向右匀速运动时，绳子的张力一定小于2F，A正确；

BD．小环碰到钉子时，物块做圆周运动

绳子的张力大于物块的重力Mg，对物块受力分析，物块受到静摩擦力f和重力，因此由牛顿第二定律可得

可得绳子拉力，因滑动摩擦力小于最大静摩擦力，所以，B错误

静摩擦力的最大值为F，则有

此时速度为， D正确；

C．物块能够上升的最大高度由机械能守恒可得

可得，C正确。