(2011年江西八校联考)如图5-3-13所示,用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,则有
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(2011年江西八校联考)如图5-3-13所示,用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,则有
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(2011年江西八校联考)如图5-3-13所示,用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,则有( )
图5-3-13
A.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为5mg
B.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mg
C.若运动中轻绳断开,则小铁球落到地面时的速度大小为
D.若小铁球运动到最低点轻绳断开,则小铁球落到地面时水平位移为2L
答案
C
解析
选C.小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处,说明小铁球在最高点B处,轻绳的拉力最小为零,mg=mv
2
/L,v=
;由机械能守恒定律得,小铁球运动到最低点时动能为mv
/2=mv
2
/2+mg·2L,在最低点轻绳的拉力最大,由牛顿第二定律得F-mg=mv
/L,联立解得轻绳的拉力最大为F=6mg;选项A、B错误;以地面为重力势能参考平面,小铁球在B点处的总机械能为mg·3L+
mv
2
=
mgL,无论轻绳是在何处断开,小铁球的机械能总是守恒的,因此到达地面时的动能为
mv′
2
=
mgL,落到地面时的速度大小为v′=
,选项C正确;小铁球运动到最低点时速度v
1
=
,由s=v
1
t,L=
gt
2
,联立解得小铁球落到地面时的水平位移为s=
L,选项D错误.
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1
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2
外,还须测量哪个物理量
。
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。
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