题目内容

15.如图所示,一根细绳长L,一端固定一质量为M的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做圆周运动.以下说法正确的是(  )
A.小球过最高点时,绳子所受的弹力可以等于零
B.小球过最高点时的最小速度为0
C.小球过最高点时的最小速度为$\sqrt{gL}$
D.小球在最低点处于失重状态

分析 小球在最高点的临界情况是绳子的拉力为零,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出最小速度.根据加速度的方向确定超失重.

解答 解:A、当小球过最高点,绳子的拉力为零,则有:mg=$m\frac{{v}^{2}}{L}$,解得v=$\sqrt{gL}$,可知小球过最高点的最小速度为$\sqrt{gL}$,故A、C正确,B错误.
D、在最低点,小球受重力和拉力作用,加速度方向向上,处于超重状态,故D错误.
故选:AC.

点评 解决本题的关键知道绳模型在最高点的临界情况,知道绳模型与杆模型的区别,以及掌握判断超失重的方法,关键看加速度的方向.

练习册系列答案
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7.有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:

(1)甲同学采用如图(1)所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动.
(2)乙同学采用如图(2)所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是两球PQ将相碰.仅仅改变弧形轨道M距与轨道N相切的水平板的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动.
(3)丙同学采用频闪照相法.图(3)为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分,图中小方格的边长为5cm,已知闪光频率是10Hz,那么小球的初速度大小为1.5m/s,小球在位置B时的瞬时速度大小为2.5m/s,由A到C小球速度变化量的大小为2m/s,方向竖直向下.若以A点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系,则小球初始位置的坐标为(-15cm,5cm).(g=10m/s2

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