问题
选择题
在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc,俯视如图.长度为L=1m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球.初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度,由于光滑棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失).已知细线所能承受的最大张力为7N,则下列说法中不正确的是( )
A.细线断裂之前,小球速度的大小保持不变
B.细线断裂之前,小球的速度逐渐减小
C.细线断裂之前,小球运动的总时间为0.7πs
D.细线断裂之前,小球运动的位移大小为0.9m
答案
A、B细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变.故A正确,B错误.
C、绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由F=m
得,此时的半径为r=v 20 r
m,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则小球运动的总时间为2 7
t=
•1 3
+2πr1 v0
•1 3
+2πr2 v
•1 3 2πr3 v
而r1=1m,r2=0.7m,r3=0.4m,v0=2m/s,解得,t=0.7π s.故C正确.
D、小球每转120°半径减小0.3m,细线断裂之前,小球运动的位移大小为1m-0.1m=0.9m.故D正确.
本题选错误的,故选B