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=mvB2 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:
mvB2+mg•3L=1 2
mv21 2
联立解得:v=
;7gL
根据牛顿第二定律,在最低点:F-mg=mv2 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=
gt21 2
得:x=
L14
故D错误;
故选:C.