题目内容

【题目】在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图。长度为L=1m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球。初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以且垂直于细线方向的水平速度,由于光滑棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失)。已知细线所能承受的最大张力为7N,则下列说法中正确的是(  )

A.细线断裂之前,小球角速度的大小保持不变

B.细线断裂之前,小球的速度大小保持不变

C.细线断裂之前,小球运动的总时间为0.7π(s)

D.细线断裂之前,小球运动的位移大小为0.9(m)

【答案】BCD

【解析】

A.细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变,绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由

解得,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,根据速度角速度公式

速度不变,半径变小,故在细线断裂之前,小球角速度变大,故A错误;

B.细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变,故 B正确;

C.绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由

解得,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则小球运动的总时间为

其中

,,

解得,故C正确;

D.由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,小球运动的位移大小为

故D 正确。

故选:BCD。

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