题目内容
【题目】如图所示,用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,则有
A. 小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为5mg
B. 小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mg
C. 若运动中轻绳断开,则小铁球落到地面时的速度大小为
D. 若小铁球运动到最低点轻绳断开,则小铁球落到地面时水平位移为2L
【答案】C
【解析】
AB. 小球恰好能通过最高点B,重力提供向心力,绳子拉力为零,
根据牛顿第二定律,有:mg=m
整个运动过程只有重力做功,机械能守恒,设最低点的速度为v,
根据守恒定律,有:
联立解得:v=;
根据牛顿第二定律,在最低点:Fmg=m
得:F=6mg,
故小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为6mg,最小为0,故AB错误;
C.设落到地面的速度为v2,
根据机械能守恒定律,有:
解得:v2=,故C正确;
D. 若小铁球运动到最低点轻绳断开,则小铁球落到地面时的水平位移为:
x=vt
L=
得:x=L,故D错误;
故选:C.

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