[题目]如图.AB为一光滑水平横杆.横杆上固定有一个阻挡钉C.杆上套一质量不计的轻环.环上系一长为且足够牢固.不可伸长的轻细绳.绳的另一端拴一质量为的小球.现将轻环拉至C左边处并将绳拉直.让绳与AB平行.然后由静止同时释放轻环和小球.重力加速度为.则关于之后的运动情况.下列描述不正确的是A.小球不可以回到AB杆的高度B.小球在最低点的速度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图，AB为一光滑水平横杆，横杆上固定有一个阻挡钉C，杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为且足够牢固、不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为的小球，现将轻环拉至C左边处并将绳拉直，让绳与AB平行，然后由静止同时释放轻环和小球。重力加速度为，则关于之后的运动情况，下列描述不正确的是

A.小球不可以回到AB杆的高度

B.小球在最低点的速度大小小于

C.小球到达最低点之前一直做曲线运动

D.小球在最低点对绳子的拉力大小小于

【答案】C

【解析】

A．轻环运动到阻挡钉的过程中，轻环和小球在水平方向上动量守恒，由于杆上套有质量不计的轻环，所以小球水平速度为零，只有竖直方向的速度，小球做自由落体运动，当轻环与碰撞后，小球绕点做圆周运动，设轻环与碰撞时，绳子与水平方向的夹角为，根据几何关系有：

解得：

轻环与碰撞前瞬间，小球的速度为：

碰撞后瞬间，小球的速度为：

即绳子绷直做圆周运动的瞬间有能量损失，根据能量守恒知，小球不能回到杆的高度，故A正确、C错误；

B．轻环与碰撞后，小球的速度由竖直方向变为垂直绳子方向，有能量损失，若没有能量损失，根据动能定理可得出最低点的速度为，有能量损失则最低点的速度小于，故B正确；

D．小球在最低点的速度小于，根据牛顿第二定律得：

知，故D正确。

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