问题
选择题
如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上,质量为ma的a球置于地面上,质量为mb的b球从水平位置静止释放.当b球摆过的角度为90°时,a球对地面压力刚好为零,下列结论正确的是( )
A.ma:mb=3:1
B.ma:mb=2:1
C.当b球摆过的角度为90°时,绳上的拉力大小等于b球重力
D.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度为大于90°的某值时,a球对地面的压力刚好为零
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答案
A、B、由于b球摆动过程中机械能守恒,则有
mbgl=
mbv21 2
当b球摆过的角度为90°时,a球对地面压力刚好为零,说明此时绳子张力为mag,
根据牛顿运动定律和向心力公式得
mag-mbg=mbv2 l
解得:ma:mb=3:1,故A正确,B错误.
C、D、由上述求解过程可以看出,
F-mbg=mb
=3mbgv 2 l′
所以球到悬点的距离跟最终结果无关,故C错误,故D错误.
故选A.