题目内容

10.如图所示,小球质量为m,用长为L的轻质细线悬挂在O点,在O点的正下方处有一钉子P,把细线沿水平方向拉直,无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间,设线没有断裂,则下列说法正确的是(  )
A.小球的角速度突然增大B.小球的瞬时线速度突然增大
C.小球的向心加速度突然增大D.小球对悬线的拉力不变

分析 把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,线速度大小不变,半径发生变化,根据v=rω,a=$\frac{{v}^{2}}{r}$判断角速度、向心加速度大小的变化,再根据牛顿第二定律判断悬线拉力的变化.

解答 解:A、B、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,由于重力与拉力都与速度垂直,所以小球的线速度大小不变根据v=rω,知线速度大小不变,半径变小,则角速度增大.故A正确 故B错误.
 C、根据向心加速度公式a=$\frac{{v}^{2}}{r}$得,线速度大小不变,半径变小,则向心加速度变大.故C正确.
 D、根据牛顿第二定律得,T-mg=$\frac{{v}^{2}}{r}$得,T=mg+m$\frac{{v}^{2}}{r}$.半径变小,则拉力变大.故D错误.
故选:AC

点评 解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系,以及知道在本题中悬线碰到钉子的前后瞬间,线速度大小不变.

练习册系列答案
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5.在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题:

(1)实验记录如图1甲所示,则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的OP,B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的ON.(两空均选填“OM”、“OP”或“ON”) 为测定A球碰前做平抛运动的落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐,如图给出了小球A落点附近的情况,由图2可得距离应为65.2 cm;
(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果不会产生误差(选填“会”或“不会”).
(3)实验装置如图1甲所示,A球为入射小球,B球为被碰小球,以下有关实验过程中必须满足的条件,正确的是D
A.入射小球的质量ma可以小于被碰小球的质量mb
B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度
C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放
D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止
(4)在“验证动量守恒定律”的实验中.某同学用如图2乙所示的装置进行了如下的操作:
①先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O.
②将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B.
③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C.
④用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb,用刻度尺测量白纸O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3.用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为may2=may1+mby3

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