Question

如圖所示，用細(xì)繩拴著一個小球懸掛在O點(diǎn)，將小球拉起使細(xì)繩處于水平然后釋放小球，小球?qū)⒀貓A弧由位置A運(yùn)動到圓弧的最低點(diǎn)位置B．在這個過程中（ ）

A．小球的速度在增大，但加速度在減小
B．小球?qū)��?xì)繩的拉力先增大而后減小
C．小球?qū)��?xì)繩的拉力始終小于小球的重力
D．小球先處于失重狀態(tài)而后變?yōu)槌�重狀態(tài)

Answer 1

【答案】分析：小球被釋放后做圓周運(yùn)動，只有重力做功，機(jī)械能守恒，運(yùn)動過程中，小球具有向心加速度和切向加速度，根據(jù)牛頓第二定律列式判斷拉力T的變化情況，根據(jù)加速度的方向判斷物體處于超重還是失重狀態(tài)．
解答：解：A、小球被釋放后做圓周運(yùn)動，只有重力做功，機(jī)械能守恒，而重力勢能逐漸減小，所以動能逐漸增大，速度增大，
剛釋放時加速度為g，到達(dá)最低點(diǎn)時有：
T-mg=ma=m
根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：
解得：a=2g，T=3mg，所以加速度最終變大，小球?qū)��?xì)繩的拉力在最低點(diǎn)大于中，故AC錯誤；
B、設(shè)重力方向與半徑延長線方向的夾角為θ，則在任意位置有：
T-mgcosθ=m
速度逐漸增大，θ逐漸減小，所以T逐漸增大，故B錯誤；
D、剛開始速度較小，向心加速度較小，切線加速度較大，所以合加速度的方向斜向下，有豎直向上和水平向左的分量，處于失重狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)動到最低點(diǎn)時，加速度為2g，方向豎直向上，處于超重狀態(tài)，故小球先處于失重狀態(tài)而后變?yōu)槌�重狀態(tài)，故D正確．
故選D
點(diǎn)評：本題主要考查了圓周運(yùn)動向心力公式、機(jī)械能守恒定律及牛頓第二定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析小球的受力情況，會利用特殊點(diǎn)解題，難度適中．