题目内容
细绳的一端固定于O点,另一端系一小球,在O点的正下方钉一个钉子C,如图所示.小球从一定高度摆下,不考虑细绳的质量和形变,细绳与钉子相碰前后下述说法中正确是( )
分析:由机械能守恒可知小球到达最低点的速度,小球碰到钉子后仍做圆周运动,由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系;由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系.
解答:解:小球摆下后由机械能守恒可知,mgh=
mv2,因小球下降的高度相同,故小球到达最低点时的速度相同,故小球的线速度不变,故D错误;
设钉子到球的距离为R,则F-mg=m
,故绳子的拉力F=mg+m
,因R小于L,故有钉子时,绳子上的拉力变大,故C正确;
而当R越小时,拉力越大,绳子越易断,故向上移动绳子不易断,故A错误;
小球的向心加速度a=
,R<L,故小球的向心加速度增大,故B错误;
故选C.
1 |
2 |
设钉子到球的距离为R,则F-mg=m
v2 |
R |
v2 |
R |
而当R越小时,拉力越大,绳子越易断,故向上移动绳子不易断,故A错误;
小球的向心加速度a=
v2 |
R |
故选C.
点评:本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化,再由向心力公式分析绳子上的拉力变化.
练习册系列答案
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如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一小球,在O点的正下方钉一个钉子C.小球从一定高度释放,不考虑细绳的质量和形变(不计一切阻力),细绳摆到竖直位置时,被钉子C挡住,比较细绳被钉子挡住前、后瞬间( )
A、小球的动能变小 | B、小球的动能不变 | C、小球的重力势能变小 | D、小球的机械能不变 |