问题 多选题

如图,两质量均为m的小球,通过长为L的不可伸长轻绳水平相连,从h高处自由下落,下落过程中绳处于水平伸直状态,若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O,绳与钉作用过程中无能量损失,重力加速度为g,则(  )

A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒

B.从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程,重力的功率先减小后增大

C.小球刚到最低点速度大小为

2g(h+L)

D.小球刚到达最低点时绳中张力为

4mgh
L+3mg

答案

A、小球从开始下落到刚到达最低点的过程中只有重力做功,机械能守恒,故A正确;

B、以向下为正方向,竖直方向合力为F=mg-Tsinθ,开始时θ很小,mg>Tsinθ,F>0,竖直方向加速度向下,vy增大,到快要相碰时,Tsinθ>mg,F<0,竖直方向加速度向上,vy减小,根据PG=mgvy可知重力的瞬时功率先增大后减小,故B错误;

C、从最高点到小球刚到达最低点的过程中运用动能定理得:

1
2
mv2=mg(
L
2
+h),解得:v=
2g(
L
2
+h)
,故C错误;

D、根据向心加速度公式有:a=

v2
r
=(
4h
L
+2)g,

根据牛顿第二定律得F-mg=ma,解得F=

4mgh
L
+3mg,故D正确.

故选AD.

单项选择题
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