问题 选择题

如图所示,轻绳的上端系于天花板上的O点,下端系有一只小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰瞬间,以下物理量的大小没有发生变化的是( )

A.小球的线速度大小

B.小球的角速度大小

C.小球的向心加速度大小

D.小球所受拉力的大小

答案

答案:A

题目分析:当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P的钉子相碰后,小球圆周运动的半径减小,速度大小不变,根据角速度与线速度的关系v=ωr,分析角速度的变化.由向心加速度公式分析向心加速度的变化.根据牛顿第二定律分析小球所受拉力的变化.

A、在绳与钉子相碰瞬间,绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直,不对小球做功,不改变小球的动能,则小球的线速度大小.故A正确.

B、角速度与线速度的关系为,得到 ,在绳与钉子相碰瞬间,小球圆周运动的半径r减小,v不变,则角速度ω增大.故B错误.

C、由向心加速度公式an="v2" r 分析得到,向心加速度增大.故C错误.

D、根据牛顿第二定律得:增大,则绳子拉力T增大.故D错误.

故选:A。

点评:本题关键是确定线速度大小不变,当力与速度垂直时不做功,不改变速度的大小.对于角速度、向心加速度、拉力与线速度的关系要熟悉,是圆周运动中常用的知识.

单项选择题
单项选择题