对小球进行受力分析及运动过程分析如下图所示.
从静止释放小球,细线松弛,小球只受重力做自由落体运动,下落到A与水平面的对称点B时细线将张紧, 根据自由落体运动的规律 则vB= 方向竖直向下. 在B位置细线突然张紧,对小球施以冲量,使小球竖直向下的速度变为沿圆弧切线方向上的速度,vB′=vBcos30°, 小球的动能在瞬间减少,根据功能关系只能是绳子突然张紧“爆发”做功使机械能部分变为其他形式的能量(声能、内能等). 小球由B运动至C,绳子的拉力与运动方向垂直不做功,只有重力做功,机械能守恒. 此过程中,重力势能减少量△Ep=mgl(1-cos60°) 动能的增加量△Ek=mvC2-mv′B2 有mgl(1-cos60°)=mvC2-mv′B2 代入vB′=vBcos30°=cos30° 得vC=. 故选A. |