质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的5倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为( )A. 2 mgB. 4 mgC. 6 mgD. 5 mg
问题描述:
质量为m的小球用一细绳系着在竖直平面内恰能做圆周运动,小球运动到最低点时速率是它在最高点时速率的
倍,则小球运动到最低点和最高点时,绳子对小球的拉力之差为( )
5
A. 2 mg
B. 4 mg
C. 6 mg
D. 5 mg
答
由于小球恰好能通过圆周最高点,则在最高点,绳的拉力F1=0,满足mg=m
,则:v1=v12 R
.
gR
当小球处于最低点时,速度为:v2=
v1=
5
.
5gR
由绳的拉力和重力的合力提供向心力,则:
F2-mg=m
,v22 R
得:F2=6 mg
由此可知F2-F1=6 mg,故C正确.
故选:C
答案解析:小球在竖直平面内做圆周运动,最高点和最低点时由合力提供圆周运动的向心力,由于小球恰好能通过圆周最高点,则在最高点,绳的拉力F1=0,根据向心力公式列式即可求解.
考试点:向心力.
知识点:本题主要考查了向心力公式的直接应用,知道在最高点和最低点都是由合外力提供向心力,难度不大,属于基础题.