Question

9．如圖所示，輕繩的上端系于天花板上的O點，下端系有一只小球．將小球拉離平衡位置一個角度后無初速釋放．當(dāng)繩擺到豎直位置時，與釘在O點正下方P點的釘子相碰．在繩與釘子相碰瞬間前后，以下物理量的大小發(fā)生變化的是（　�。�

• A． 小球的線速度大小
• 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

Answer 1

分析 當(dāng)繩擺到豎直位置時，與釘在O點正下方P的釘子相碰后，小球圓周運動的半徑減小，速度大小不變，根據(jù)角速度與線速度的關(guān)系v=ωr，分析角速度的變化．由向心加速度公式a_n=$\frac{{v}^{2}}{r}$分析向心加速度的變化．根據(jù)牛頓第二定律分析小球所受拉力的變化．

解答 解：A、在繩與釘子相碰瞬間，繩子的拉力和重力方向都與小球的速度方向垂直，不對小球做功，不改變小球的動能，則小球的線速度大小不變．故A錯誤．
B、角速度與線速度的關(guān)系為v=ωr，得到ω=$\frac{v}{r}$，在繩與釘子相碰瞬間，小球圓周運動的半徑r減小，v不變，則角速度ω增大．故B正確．
C、由向心加速度公式a_n=$\frac{{v}^{2}}{r}$分析得到，向心加速度增大．故C正確．
D、根據(jù)牛頓第二定律得：T-mg=ma_n，T=mg+ma_n，a_n增大，則繩子拉力T增大．故D正確．
故選：BCD．

點評 本題關(guān)鍵是確定線速度大小不變，當(dāng)力與速度垂直時不做功，不改變速度的大�。畬τ诮撬俣�、向心加速度、拉力與線速度的關(guān)系要熟悉，是圓周運動中常用的知識．