Question

【题目】如图所示，细线上挂着小球，用水平恒力F将小球从竖直位置P拉到位置Q，小球在Q点所受的合力恰好为零，此时细绳与竖直方向的夹角为，则（ ）．

A.恒力做功等于小球重力势能的增量B.小球将静止在Q点

C.细线对小球做的功为零D.若在Q点将外力F撤去，小球来回摆动的角度将等于

Answer 1

【答案】C

【解析】

小球在Q点所受的合力恰好为零，由此可分析恒力F和重力的关系，再根据动能定理可分析小球的运动情况。

A. 小球在Q点所受的合力恰好为零，由图可知恒力F和重力G的关系为：

从竖直位置P拉到位置Q过程中位移为S，恒力F做功

重力G做功的大小

所以

即有

而小球重力势能的增量等于重力G做功的大小，因此恒力做功大于小球重力势能的增量，选项A错误；

B. 因为，根据动能定理可知小球到达Q点时动能不为零，小球具有一定速度，不会静止在Q点，选项B错误；

C. 因为小球的轨迹是圆弧，其速度方向始终与细线垂直，因此细线的拉力始终与速度垂直，对小球做的功为零，选项C正确；

D. 因为小球在Q点速度不为零，若在Q点将外力F撤去，小球还会向上运动一段距离，到最高点后再回落。之后的摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，因此小球来回摆动的角度将大于，选项D错误。

故选C。