问题 选择题

如图所示,用长为L的轻绳把一个铁球悬挂在高2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,则有(  )

A.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为5mg

B.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mg

C.若运动中轻绳断开,则小铁球落到地面时的速度大小为

7gL

D.若小铁球运动到最低点轻绳断开,则小铁球落到地面时的水平位移为2L

答案

A、小球恰好能通过最高点B,重力提供向心力,绳子拉力为零,

根据牛顿第二定律,有:mg=m

vB2
L

整个运动过程只有重力做功,机械能守恒,

根据守恒定律,有:

1
2
mvB2+mg•3L=
1
2
mv2

联立解得:v=

7gL

根据牛顿第二定律,在最低点:F-mg=m

v2
L

得:F=8mg,

故小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为8mg,最小为0,故AB错误C正确;

D、若小铁球运动到最低点轻绳断开,则小铁球落到地面时的水平位移为:

x=v•t

L=

1
2
gt2

得:x=

14
L

故D错误;

故选:C.

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