题目内容

【题目】如图所示,A、B两点相距0.5m,处于同一高度,在A点固定一个大小可忽略的定滑轮,细线的一端系有一个质量为M的小球甲,另一端绕过定滑轮固定于B点,质量为m的小球乙固定在细线上的C点,AC间的细线长度为0.3m,用力F竖直向下拉住小球乙,使系统处于静止状态,此时AC间的细线与水平方向的夹角为53°,撤去拉力F,小球乙运动到与AB相同的高度时,速度恰好变为0,然后又向下运动,忽略一切摩擦,重力加速为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列说法中正确的是(  )

A.F的大小为

B.M:m=6:5

C.小球乙向下运动到最低点时细线对小球甲的拉力小于mg

D.小球甲运动到最低点时处于超重状态

【答案】BCD

【解析】

AB.撤去拉力F,小球乙运动到B相同的高度时,速度恰好变为0,小球甲下降的高度为

小球乙上升的高度为

对小球甲和小球乙组成的系统,机械能守恒,则有

解得

开始时小球乙受力分析如下图所示

由平衡条件得

且有

联立解得

故A错误,B正确;

C.小球乙向下运动到最低点时,根据机械能守恒可知最低点为C点,设在最低点时小球乙的加速度大小为a,根据题意可知加速度方向竖直向上,此时小球甲的加速度为a1,方向竖直向下,则有

解得

故C正确;

D.小球甲运动到最低点时,小球甲即将竖直向上做加速直线运动,所以小球甲处于超重状态,故D正确。

故选BCD。

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