Question

如圖所示，一單擺拉至水平位置放手，讓它自由擺下，在P點有一釘子擋住OP部分的細繩的運動，在繩子接觸釘子的瞬間（  ）

A．擺球的線速度突然減小

B．擺球的角速度突然減小

C．擺繩的拉力突然增加

D．擺球的向心力突然減小

Answer 1

C

試題分析：當小球達到最低時，細線被釘子攔住的瞬間，小球的線速度是不變的．由于細線被擋住導致半徑變小，由線速度、角速度與半徑的關系可得出小球的角速度、向心加速度及動能的變化情況，同時在最低點由向心力公式結合牛頓第二定律可知懸線的拉力如何變化．
解：當懸線碰到釘子瞬間時，小球的線速度是不變的．由于懸線被擋時導致半徑減小，則：
A、因為線速度v不變，故A錯誤；
B、因為r減小，則由v=ωr得，角速度ω變大．故B錯誤；
C、小球在最低點受重力與拉力，因為m、v、g是不變的，而r減小，由得：T變大．故C正確；
D、因為線速度 v不變，半徑r變小，由得：a_n變大，故不正確；
故選C．
點評：考查線速度、角速度與半徑的關系及向心力的公式，同時體現了牛頓第二定律．本題突破口是當懸線碰到釘子時，線速度是不變的．