Question

【題目】如圖甲所示的“抓娃娃機”是老少皆宜的一種娛樂工具。若抓小熊的爪子有四個抓腳，某次抓小熊簡化為如圖乙所示（只畫了左、右兩個抓腳，前、后兩個沒畫），其中一段過程如下：當小熊（可視為質點）被爪子夾緊，爪子通過輕繩懸掛在小環上，小環套在水平光滑細桿上，小熊質量為，到小環的距離為，小熊與每個抓腳間的最大靜摩擦力均為。小環和小熊以速度向右勻速運動，小環碰到桿上的釘子后立刻停止，小熊向上擺動。整個過程中，小熊在爪子中沒有滑動。小環和爪子的質量均不計，重力加速度為。下列說法正確的是（ ）

A.小熊向右勻速運動時，繩中的乙張力等于

B.小環碰到釘子時，繩中的張力大于

C.小熊上升的最大高度為

D.速度不能超過

Answer 1

【答案】D

【解析】

A. 小熊向右勻速運動時，繩中的乙張力等于Mg，，小熊與每個抓腳間的靜摩擦力不是最大靜摩擦力，故A不符合題意；

B.小環碰到釘子時，小熊在爪子中沒有滑動，小熊與每個抓腳間的摩擦力是靜摩擦力，繩中的張力不可能大于，故B不符合題意；

C. 小熊到達最高點的速度可能不為0，所以小熊上升的最大高度可能小于為，故B不符合題意；

D. 小環碰到釘子時，對小熊進行受力受力，當小熊與每個抓腳間的靜摩擦力是最大靜摩擦力時，由向心力公式

解得：

所以，速度不能超過，故D符合題意。