Question

【題目】如圖所示，用長為L的輕繩把一個小鐵球懸掛在高2L的O點處，小鐵球以O為圓心在豎直平面內做圓周運動且恰能到達最高點B處，則有

A. 小鐵球在運動過程中輕繩的拉力最大為5mg

B. 小鐵球在運動過程中輕繩的拉力最小為mg

C. 若運動中輕繩斷開，則小鐵球落到地面時的速度大小為

D. 若小鐵球運動到最低點輕繩斷開，則小鐵球落到地面時水平位移為2L

Answer 1

【答案】C

【解析】

AB. 小球恰好能通過最高點B，重力提供向心力，繩子拉力為零，

根據牛頓第二定律，有：mg=m

整個運動過程只有重力做功，機械能守恒，設最低點的速度為v，

根據守恒定律，有：

聯立解得：v=；

根據牛頓第二定律，在最低點：Fmg=m

得：F=6mg，

故小鐵球在運動過程中輕繩的拉力最大為6mg，最小為0，故AB錯誤；

C．設落到地面的速度為v2，

根據機械能守恒定律，有：

解得：v2=，故C正確；

D. 若小鐵球運動到最低點輕繩斷開，則小鐵球落到地面時的水平位移為：

x=vt

L=

得：x=L，故D錯誤；

故選：C.