Question

9．2013年6月11日，我國航天員聶海勝、張曉光和王亞平在“天宮一號”首次為青少年進行太空授課，開辟了我國太空教育的新篇章．如圖是授課過程中讓小球做圓周運動的情景，長為L的細線一端固定在支架上，另一端系著小球，拉直細線，讓小球在最低點（以圖中支架為參考）以垂直于細線的速度v_o拋出開始做圓周運動．同時，地面教室有一套完全相同的裝置做同樣的對比實驗：假設(shè)在最低點時，兩球的速度大小相等，且兩球均做完整的圓周運動，空氣阻力不計，則關(guān)于地面教室和“天宮”中的兩小球的運動情況，下列說法正確的是（　　）

• A． 在“天宮”中，小球在最高點的速度須大于等于$\sqrt{gL}$能做完整的圓周運動
• B． 在“天宮”中，小球在最低點的速度須足夠大才能做完整的圓周運動
• C． 若小球運動到最低點時，兩組實驗中的細繩均被拉斷，則地面教室中的小球做平拋運動，而“天宮”里的小球做勻速直線運動
• D． 運動到最低點時，地面教室中的小球?qū)�繩子的拉力與“天宮”中的等大

Answer 1

分析 在“天宮一號”中小球處于完全失重狀態(tài)，只要給小球一個速度，小球就可以做勻速圓周運動，此時只由繩子的拉力提供向心力．而在地面小球做的是非勻速圓周運動，重力和繩子的拉力的合力提供向心力，在最低點需要足夠大才能做完整的圓周運動．

解答 解：A、在“天宮一號”中小球處于完全失重狀態(tài)，繩子的拉力提供向心力，而在地面小球做的是非勻速圓周運動，重力和繩子的拉力的合力提供向心力，向心力一樣大，所以繩子的拉力不一樣大，故A錯誤；
B、在“天宮一號”小球做勻速運動，而在地面小球做的是非勻速圓周運動，初速度相等，所以在“天宮一號”小球的平均速率大于在地面上的平均速率，所以相同時間內(nèi)，n₁＜n₂，故B錯誤；
C、在“天宮一號”中小球處于完全失重狀態(tài)，繩子斷后，小球做勻速直線運動，而在地面上，繩斷后，小球只受重力，做平拋運動，故C正確；
D、在“天宮一號”中小球處于完全失重狀態(tài)，繩子的拉力提供向心力，而地面上的小球受到繩子的拉力與重力的差提供向心力，所以地面上的小球受到的繩子的拉力大，故D錯誤．
故選：C

點評 解答本題要抓住在“天宮一號”中小球處于完全失重狀態(tài)，由繩子的拉力提供向心力，難度不大．