用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球,将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直.放手后小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最低点的势能取做零,则小球运动过程中第一次动能和势
问题描述:
用长度为l的细绳悬挂一个质量为m的小球,将小球移至和悬点等高的位置使绳自然伸直.放手后小球在竖直平面内做圆周运动,小球在最低点的势能取做零,则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为( )
A.
mg1 2
gl
B. mg
gl
C.
mg1 2
3gl
D.
mg1 3
3gl
答
设小球在运动过程中第一次动能和势能相等时的速度为v,此时绳与水平方向的夹角为θ,
则由机械能守恒定律得mglsinθ=
mv2=1 2
mgl,1 2
解得 sinθ=
,v=1 2
gl
即此时细绳与水平方向夹角为30°,
所以重力的瞬时功率为p=mgvcos30°=
mg1 2
.所以C正确.
3gl
故选C.