如图所示,把小球拉起使悬线呈水平状态后,无初速地释放小球.球运动到最低点时绳碰到钉子A,AO是整个绳长的23,以下说法正确的是( ) A.碰到钉子A后悬线对球的拉力是碰到钉子前的
问题描述:
如图所示,把小球拉起使悬线呈水平状态后,无初速地释放小球.球运动到最低点时绳碰到钉子A,AO是整个绳长的
,以下说法正确的是( )2 3
A. 碰到钉子A后悬线对球的拉力是碰到钉子前的3倍
B. 碰到钉子A后小球的速度是碰到钉子前的3倍
C. 碰到钉子前后的瞬间小球的机械能保持不变
D. 碰到钉子A以后小球将能越过最高点
答
设线长为L,设小球到达最低点时的速度大小为v.
A、B根据机械能守恒定律得:mgL=
mv2,得v=1 2
2gL
小球碰到钉子A后线速度不变,则根据牛顿第二定律得:
碰到钉子前瞬间:T1-mg=m
,则得:T1=mg+mv2 L
v2 L
碰到钉子后瞬间:T2-mg=m
=3mv2
L1 3
,得T2=mg+3mv2 L
,可见,T2<3T1.故AB错误.v2 L
C、碰到钉子前后的瞬间,绳子拉力与小球的速度垂直,不改变速度大小,故碰到钉子前后的瞬间小球的机械能保持不变.故C正确.
D、小球要通过最高点,在最高点的速度v≥
=
gr
g•
L 3
假设小球到达最高点时的速度为v′,根据机械能守恒得:
mv′2=1 2
•mg1 2
L,得v′=1 3
,可见,小球恰好能越过最高点.故D正确.
gL1 3
故选CD