题目内容
【题目】如图所示,某同学用细线吊着质量为m的小球做圆锥摆运动,摆线长为L,锥角θ=30°,若该同学通过细线对小球做功,使小球做圆锥摆运动的锥角增大为60°,重力加速度为g.保持悬点的高度不变,此过程该同学通过细线对小球做的功为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
根据牛顿第二定律分别求解小球在两种情况下的速度;然后根据几何知识判断小球上升的高度,而细线对小球做的功等于小球动能与重力势能的变化量,据此求解.
锥角未变化前,运动半径为,细线的拉力和重力的合力充当向心力,故;解得,悬点到小球运动平面的高度为;锥角变化后,小球的运动半径为,根据牛顿第二定律可得,解得,悬点到小球运动平面的高度为,故细线对小球做功为,A正确;
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