如图所示,质量为m的小球悬挂在质量为M的半圆形光滑轨道的顶端,台秤的示数为(M+m)g.忽略台秤秤量时的延迟因素,则从烧断悬线开始,到小球滚到半圆形光滑轨道底部这段时间内,台秤的示数为(  )A. 一直小于(M+m)gB. 一直大于(M+m)gC. 先小于(M+m)g后大于(M+m)gD. 先大于(M十m)g后小于(M+m)g

问题描述:

如图所示,质量为m的小球悬挂在质量为M的半圆形光滑轨道的顶端,台秤的示数为(M+m)g.忽略台秤秤量时的延迟因素,则从烧断悬线开始,到小球滚到半圆形光滑轨道底部这段时间内,台秤的示数为(  )
A. 一直小于(M+m)g
B. 一直大于(M+m)g
C. 先小于(M+m)g后大于(M+m)g
D. 先大于(M十m)g后小于(M+m)g

小球刚释放时,加速度为g,对M无弹力,故台秤读数等于Mg,小于(M+m)g;
小球运动过程中只受重力,机械能守恒,有:mgR=

1
2
mv2 ①
在最低点,受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:N-mg=m
v2
R
   ②;
联立解得:N=3mg,故台秤读数为(M+3m)g,大于(M+m)g;
故选C.
答案解析:小球刚释放时,加速度为g,对M无弹力,故台秤读数等于Mg;小球到最低点时,先根据机械能守恒定律求出速度,然后根据支持力和重力的合力提供向心力求解出支持力.
考试点:牛顿运动定律的应用-超重和失重.

知识点:本题关键抓住两个特殊点(最高点和最低点)进行判断,要能能根据机械能守恒定律、牛顿第二定律、向心力公式联立求解.