Question

5．如图，一质量为M=1kg的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m=0.2kg的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g．当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为（　　）

• A． 10N
• B． 20N
• C． 30N
• D． 40N

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出小环运动到最低点时，大环对它的拉力，再用隔离法对大环分析，求出大环对轻杆的拉力大小．

解答 解：小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：
F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，
得：F=mg+m$\frac{{v}^{2}}{R}$，
小环从最高到最低，由机械能守恒定律，则有：
$\frac{1}{2}m{v^2}=mg•2R$；
对大环分析，有：
T=F+Mg=m（g+$\frac{{v}^{2}}{R}$）+Mg=5mg+Mg=5×0.2×10+1×10=20N．
故选：B．

点评 解决本题的关键搞清小环做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，不难．