Question

【题目】如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，然后从静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，则从释放至运动到最低点的过程中有（ ）

A. 在释放瞬间，支架对地面压力为（m+M）g

B. 摆动过程中，支架对地面压力一直增大

C. 摆球到达最低点时，支架对地面压力为（3m+M）g

D. 摆动过程中，重力对小球做功的功率一直增大

Answer 1

【答案】BC

【解析】

试题在释放瞬间，由于细线拉力为零，所以m与M之间没有作用力，故，根据牛顿第三定律可得支架对地面压力为Mg，A错误；对小球在向下运动过程中某一位置进行受力

当小球绕圆心转过角度为时，具有的速度v，根据动能定理得：，根据牛顿第二定律得：，，而此时支架受重力、支持力、绳子的拉力、地面摩擦力．根据平衡条件得：在竖直方向上有：，所以，摆动过程中逐渐增大，所以地面对支架的支持力也逐渐增大，根据牛顿第三定律：即摆动过程中，支架对地面压力一直增大，故B正确；在从释放到最低点过程中，根据动能定理得：①，在最低点绳子拉力为T，对小球受力小球受重力和绳子拉力，根据牛顿第二定律得：②，当小球在最低点时，支架受重力、支持力、绳子的拉力．根据平衡条件得：③，解①②③得：故C正确；1．小球在开始运动时的速度为零，则这时重力的功率

2．当小球绕圆心转过角度为θ时，具有的速度v，根据动能定理得：

并且重力与速度的方向夹角为θ，则这时重力的功率，

3．当小球运动到最低点时，速度的方向水平垂直于重力的方向，，所以因此重力功率变化为：先变大后变小，故D错误．