如图所示,轻绳的上端系于天花板上的O点,下端系有一只小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,轻绳的上端系于天花板上的O点,下端系有一只小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰瞬间,以下物理量的大小没有发生变化的是(      )
A.小球的线速度大小B.小球的角速度大小
C.小球的向心加速度大小D.小球所受拉力的大小

◎ 答案

A

◎ 解析


试题分析:当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P的钉子相碰后,小球圆周运动的半径减小,速度大小不变,根据角速度与线速度的关系v=ωr,分析角速度的变化.由向心加速度公式分析向心加速度的变化.根据牛顿第二定律分析小球所受拉力的变化.
A、在绳与钉子相碰瞬间,绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直,不对小球做功,不改变小球的动能,则小球的线速度大小.故A正确.
B、角速度与线速度的关系为,得到 ,在绳与钉子相碰瞬间,小球圆周运动的半径r减小,v不变,则角速度ω增大.故B错误.
C、由向心加速度公式an="v2" r 分析得到,向心加速度增大.故C错误.
D、根据牛顿第二定律得:增大,则绳子拉力T增大.故D错误.
故选:A。
点评:本题关键是确定线速度大小不变,当力与速度垂直时不做功,不改变速度的大小.对于角速度、向心加速度、拉力与线速度的关系要熟悉,是圆周运动中常用的知识.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,轻绳的上端系于天花板上的O点,下端系有一只小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时,与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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