问题
选择题
如下图所示,一根长为l的细绳,一端系着一个小球,另一端悬于O点,将小球拉到与竖直方向夹角为60°时放手,让小球摆动,当小球摆到O点正下方时,细绳被钉子挡住,当钉子分别位于A、B、C三处时,小球绕过钉子摆动上升的最大高度分别为HA、HB、HC.若A、B、C三点到O的距离分别为
、1 4
、1 2
,则HA、HB、HC的大小关系是( )3 4
A.HA=HB=HC
B.HA>HB>HC
C.HA=HB>HC
D.HA>HB=HC

答案
小球拉开60°放手,故小球升高的高度为:
h=L-Lcos60°=
L; 1 2
由机械能守恒定律可知,由mgh=
mv2得:1 2
到达最低点的速度:v=gL
钉子在A、B两时,小球能摆到等高的位置HA=HB;
当钉子放在C点时,小球摆到最低点后开始以C点为圆心,以
L为半径做圆周运动,若能到达最高点,最高点处有最小速度,速度不能为零;但由机械能守恒知,如果能到达最高点,速度为零;故小球无法到达最高点;所以上升不到原下落点高度,故HA=HB>HC1 4
故选C.