题目内容

14.质量为m的小球,用长为l的细线悬挂在O点,在O点的正下方$\frac{l}{2}$处有一光滑的钉子P,把小球拉到与钉子P等高的位置,摆线被钉子挡住.如图让小球从静止释放,当小球第一次经过最低点时(  )
A.小球运动的线速度突然减小B.小球的角速度突然减小
C.小球的向心加速度突然减小D.悬线的拉力突然增大

分析 小球下摆过程中机械能守恒,第一次到达最低点半径突然增大,但线速度不变,然后根据向心力公式,线速度与角速度、加速度之间的关系式求解.

解答 解:A、小球第一次经过最低点时,由于惯性,小球的线速度不变,故A选项错误;
B、小球第一次经过最低点时,由$ω=\frac{v}{r}$知,r突然增大,ω突然减小,故B选项正确;
C、小球第一次经过最低点时,由$a=\frac{{v}^{2}}{r}$知,r突然增大,a突然减小,故C选项正确;
D、悬线的拉力$F=mg+\frac{{mv}^{2}}{r}=mg+ma$,由C项解析知,a减小,悬线的拉力减小,故D选项错误.
故选:BC.

点评 解答此题的关键是抓住小球到达最低点时线速度不变,然后根据向心力公式,线速度与角速度、加速度之间的关系式求解.

练习册系列答案
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9.如图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图,盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是B(填写所选选项的序号).
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在盘和重物的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.
(2)图2中是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6.已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,则小车的加速度a是$\frac{({x}_{6}-{x}_{3})+({x}_{5}-{x}_{2})+({x}_{4}-{x}_{1})}{9{T}^{2}}$.
(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C(填选项字母).
A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=“20“g、40g、60g、80g、100g、120g
(4)该实验小组以测嘚的加速度a为纵轴,盘和重物的总重力为F为横轴,作出的图象如图3中图线1所示,发现图象不过原点,怀疑在测量力时不准确,他们将实验进行了改装,将一个力传感器安装在小车上,直接测量细线拉小车的力F′,作a-F′图如图3中图线2所示,则图象不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,对于图象上相同的力,用传感器测得的加速度偏大,其原因是钩码的质量未远小于小车的质量.

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