题目内容
如图所示,一质量为m的小方块(可视为质点)系在一伸直的轻绳一端,绳的另一端固定在粗糙水平面上,绳长为r.给小方块一沿垂直轻绳的初速度v0,质点将在该水平面上以绳长为半径做圆周运动,运动一周后,其速率变为
,则以下说法正确的是
( )

| v0 |
| 2 |
( )
| A.如果初速度v0较小,绳的拉力可能为0 | ||
| B.绳拉力的大小随物体转过的角度均匀减小 | ||
C.质点运动一周的时间为
| ||
D.质点运动一周克服摩擦力做的功为
|
A、小方块做圆周运动绳子的拉力提供向心力,拉力不可以为零,故A错误;
B、绳子的拉力提供向心力故绳的拉力F=m
.
利用“化曲为直”的思想,小方块在运动一周过程中,可以看做小方块做加速度为a=μg的匀减速直线运动,
则v2=2ax=2μgx,又因为x=rθ,
所以F=m
rθ=2μmgθ,即绳拉力的大小随小方块转过的角度均匀减小,故B正确;
C、根据平均速度公式得:2πr=
t,解得t=
,又利用“化曲为直”的思想,小方块在运动一周过程中的平均速度为
=
=
,
所以t=
=
,故C正确;
D、对小方块运用动能定理,小方块运动一周摩擦力做的功Wf=
m(
)2-
mv02=-
mv02,故克服摩擦力做功为
mv02,故D正确.
故选:BCD.
B、绳子的拉力提供向心力故绳的拉力F=m
| v2 |
| r |
利用“化曲为直”的思想,小方块在运动一周过程中,可以看做小方块做加速度为a=μg的匀减速直线运动,
则v2=2ax=2μgx,又因为x=rθ,
所以F=m
| 2μg |
| r |
C、根据平均速度公式得:2πr=
| . |
| v |
| 2πr | ||
|
| . |
| v |
v0+
| ||
| 2 |
| 3v0 |
| 4 |
所以t=
| 2πr | ||
|
| 8πr |
| 3v0 |
D、对小方块运用动能定理,小方块运动一周摩擦力做的功Wf=
| 1 |
| 2 |
| v0 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 8 |
| 3 |
| 8 |
故选:BCD.
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