题目内容

19.一细绳上端固定,下端连接一小球,现将小球及细绳拉到水平位置放手,让它自由摆下,则小球向下运动过程中(  )
A.小球的水平分速度不断减小
B.小球的竖直分速度先增大后减小,到最低点时,竖直分速度为零
C.小球的竖直分速度最大时,细绳与竖直方向的夹角α满足关系系:cosα=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
D.小球的竖直分速度最大时,细绳与竖直方向的夹角α、小球所受细绳的拉力FT、小球的重力mg,三者之间满足关系系:FTcosα=mg

分析 根据机械能守恒定律可明确小球速度随夹角的变化而变化的规律,并根据数学规律求出何时达最大竖直分速度.

解答 解:A、设绳子与竖直方向上的夹角为α,则由机械能守恒定律可知:
mgLcosα=$\frac{1}{2}$mv2;
解得:v=$\sqrt{2gLcosα}$;则由速度的分解规律可知,水平分速度vx=$\sqrt{2gLco{s}^{3}α}$; 因小球摆动过程中夹角减小,故小球的水平分速度增大;故A错误;
B、竖直分速度vy=vsinθ=$\sqrt{2gLcosα}$sinθ=$\sqrt{2gLcosα(1-co{s}^{2}α)}$;根据数学规律可知当cosα=$\frac{\sqrt{3}}{3}$时竖直分速度最大;竖直分速度先增大后减小;故C正确;
D、当竖直分速度最大时小球在竖直方向上的合力为零,故此时绳与竖直方向的夹角α、小球所受细绳的拉力FT、小球的重力mg,三者之间满足关系系:FTcosα=mg;故D正确;
故选:CD.

点评 本题考查机械能守恒定律的应用,难点在于数学规律的应用,本题中极值可以采用求导的方法进行分析求解.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网