问题 选择题

如图所示,用细绳拴着一个小球悬挂在O点,将小球拉起使细绳处于水平然后释放小球,小球将沿圆弧由位置A运动到圆弧的最低点位置B.在这个过程中(  )

A.小球的速度在增大,但加速度在减小

B.小球对细绳的拉力先增大而后减小

C.小球对细绳的拉力始终小于小球的重力

D.小球先处于失重状态而后变为超重状态

答案

A、小球被释放后做圆周运动,只有重力做功,机械能守恒,而重力势能逐渐减小,所以动能逐渐增大,速度增大,

刚释放时加速度为g,到达最低点时有:

T-mg=ma=m

v2
L

根据机械能守恒定律得:

1
2
mv2=mgL

解得:a=2g,T=3mg,所以加速度最终变大,小球对细绳的拉力在最低点大于中,故AC错误;

B、设重力方向与半径延长线方向的夹角为θ,则在任意位置有:

T-mgcosθ=m

v2
L

速度逐渐增大,θ逐渐减小,所以T逐渐增大,故B错误;

D、刚开始速度较小,向心加速度较小,切线加速度较大,所以合加速度的方向斜向下,有竖直向上和水平向左的分量,处于失重状态,当运动到最低点时,加速度为2g,方向竖直向上,处于超重状态,故小球先处于失重状态而后变为超重状态,故D正确.

故选D

名词解释
问答题 案例分析题