问题 选择题

长为L的轻绳的一端固定在O点,另一端栓一个质量为m的小球.先令小球以O为圆心,L为半径在竖直平面内做圆周运动,小球能通过最高点,如图所示.g为重力加速度.则(  )

A.小球通过最高点时速度可能为零

B.小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零

C.小球通过最底点时速度大小可能等于2

gL

D.小球通过最底点时所受轻绳的拉力可能等于5mg

答案

A、小球刚好通过最高点时,绳子的拉力恰好为零,靠重力提供向心力,所以mg=m

v2
L
解得:v=
gL
,所以最高点速度最小为
gL
,故A错误,B正确;

C、从最低点到最高点的过程中,根据动能定理得:

-mg•2L=

1
2
mv2-
1
2
mv02

解得:v=0,而最高点速度最小为

gL
,故C错误;

D、当最高点速度为

gL
时,最低点速度最小,此时绳子的拉力也最小,则有:

mg•2L=

1
2
mv′2-
1
2
mv 2

解得:v′=

5gL

在最低点有:

T-mg=m

v′2
L

解得:T=6mg

所以在最低点绳子的最小拉力为6mg,故D错误

故选B

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