题目内容
【题目】如图所示,将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点,小球静止在M点,N为O点正下方一点,ON间的距离等于橡皮筋原长,在N点固定一铁钉,铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F,使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动,P为圆弧上的点,角PNM为60°。橡皮筋始终在弹性限度内,不计一切摩擦,重力加速度为g,则
![]()
A. 在P点橡皮筋弹力大小为![]()
B. 在P点时拉力F大小为![]()
C. 小球在M向N运动的过程中拉力F的方向始终跟橡皮筋垂直
D. 小球在M向N运动的过程中拉力F先变大后变小
【答案】AC
【解析】A、设圆的半径为R,则
,ON为橡皮筋的原长,设劲度系数为k,开始时小球二力平衡有
;当小球到达P点时,由几何知识可得
,则橡皮筋的弹力为
,联立解得
,故A正确。B、小球缓慢移动,即运动到任意位置均平衡,小球所受三个力平衡满足相似三角形,即
,
,因
,可得
,故B错误。C、同理在缓慢运动过程中由相似三角形原理可知
,则拉力F始终垂直于橡皮筋的弹力,C正确。D、在两相似三角形中,代表F大小的边MP的长度一直增大,故F一直增大,故D错误。则选AC。
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