题目内容
荡秋千一直是小朋友们喜爱的运动项目,秋千上端吊环之间不断磨损,承受拉力逐渐减小。如图4所示,一质量为m的小朋友在吊绳长为l的秋千上,如果小朋友从与吊环水平位置开始下落,运动到最低点时,吊绳突然断裂,小朋友最后落在地板上。如果吊绳的长度l可以改变,则( )
A.吊绳越长,小朋友在最低点越容易断裂
B.吊绳越短,小朋友在最低点越容易断裂
C.吊绳越长,小朋友落地点越远
D.吊绳长度是吊绳悬挂点高度的一半时,小朋友落地点最远
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图4
选D 据机械能守恒定律,小朋友下摆过程有mgl=
mv2,在最低点小朋友对吊绳的拉力有T-mg=m
,所以T=3mg,可见吊绳断裂情况与吊绳长短无关,选项AB错误。吊绳断裂后,小朋友做平抛运动,设吊绳的悬挂点为O点,且O点距地面距离为H,则有H-l=
gt2,平抛运动的水平位移x=vt,整理得x=2
,所以当吊绳长度是吊绳悬挂点高度的一半时,小朋友落地点最远,选项D正确。
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