Question

12．某同學(xué)利用如圖實驗裝置研究擺球的運動情況，擺球由A點由靜止釋放．經(jīng)過最低點C到達與A等高的B點，D、E、F是OC連線上的點，OE=ED，DF=FC，OC連接上各點均可釘細釘子，每次均將擺球從A點由靜止釋放，不計繩與釘子碰撞時機械能的損失，不計空氣阻力，下列說法正確的是（　�。�

• A． 細線碰到釘子的前后瞬間，當(dāng)球的線速度和角速度均增大
• B． 釘子釘在E點時，繩子最可能被拉斷
• C． 若只在D點釘釘子，擺球最高只能擺到AB連線以下的某點
• D． 若只在F點以下某點釘釘子，擺球可能做完整的圓周運動

Answer 1

分析 細線碰到釘子的前后瞬間，球的線速度大小不變，根據(jù)半徑的變化判斷角速度的變化，結(jié)合牛頓第二定律分析釘子在哪一位置繩子拉力最大．繞半徑較小，擺球可能做完整的圓周運動．

解答 解：A、細線碰到釘子的前后瞬間，球的線速度大小不變，轉(zhuǎn)動的半徑減小，根據(jù)$ω=\frac{v}{r}$知，角速度增大，故A錯誤．
B、根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得F=mg+$m\frac{{v}^{2}}{r}$，釘子釘在E點時，相對于繞D、F點，轉(zhuǎn)動的半徑最大，拉力最小，繩子最不可能被拉斷，故B錯誤．
C、由于繩與釘子碰撞時機械能的損失不計，若只在D點釘釘子，因D點與A等高，擺球最高能達到與A等高，故C錯誤．
D、若只在F點以下某點釘釘子，由于球做圓周運動的半徑較小，擺球可能做完整的圓周運動，故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道細線碰到釘子的前后瞬間，球的線速度大小不變，知道線速度與角速度的關(guān)系，以及知道小球最低點向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進行求解．