Question

【題目】如圖所示，細線上掛著小球，用水平恒力F將小球從豎直位置P拉到位置Q，小球在Q點所受的合力恰好為零，此時細繩與豎直方向的夾角為，則（ ）．

A.恒力做功等于小球重力勢能的增量B.小球將靜止在Q點

C.細線對小球做的功為零D.若在Q點將外力F撤去，小球來回擺動的角度將等于

Answer 1

【答案】C

【解析】

小球在Q點所受的合力恰好為零，由此可分析恒力F和重力的關系，再根據動能定理可分析小球的運動情況。

A. 小球在Q點所受的合力恰好為零，由圖可知恒力F和重力G的關系為：

從豎直位置P拉到位置Q過程中位移為S，恒力F做功

重力G做功的大小

所以

即有

而小球重力勢能的增量等于重力G做功的大小，因此恒力做功大于小球重力勢能的增量，選項A錯誤；

B. 因為，根據動能定理可知小球到達Q點時動能不為零，小球具有一定速度，不會靜止在Q點，選項B錯誤；

C. 因為小球的軌跡是圓弧，其速度方向始終與細線垂直，因此細線的拉力始終與速度垂直，對小球做的功為零，選項C正確；

D. 因為小球在Q點速度不為零，若在Q點將外力F撤去，小球還會向上運動一段距離，到最高點后再回落。之后的擺動過程中只有重力做功，機械能守恒，因此小球來回擺動的角度將大于，選項D錯誤。

故選C。