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

2
3
,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

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=

1
2
mv2,得v=
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
v2
L
,则得:T1=mg+m
v2
L

碰到钉子后瞬间:T2-mg=m
v2
1
3
L
=3m
v2
L
,得T2=mg+3m
v2
L
,可见,T2<3T1.故AB错误.
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:
  
1
2
mv2
=
1
2
•mg
1
3
L,得v′=
1
3
gL
,可见,小球恰好能越过最高点.故D正确.
故选CD