Question

质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设从某时刻小球通过轨道的最低点，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点。在此过程中小球克服空气阻力所做的功为mgR/2.则小球开始通过轨道的最低点时绳子的张力为（     ）

A．mg

B．5mg

C．7mg

D．6mg

Answer 1

C

分析：小球恰能过最高点的临界情况是重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最小速度，再根据动能定理求出最低点的速度，根据牛顿第二定律求出绳子的张力．
解答：解：小球恰好过最高点时有：mg=m，v₁=，
根据动能定理得，mg?2R-W_f=mv₂²-mv₁²①，由牛顿第二定律得：T-mg=m②
联立①②得，T=7mg 故C正确，A、B、D错误．
故选C．
点评：本题综合运用了动能定理和牛顿第二定律，知道细线拉着小球在竖直面内做圆周运动，最高点和最低点靠竖直方向上的合力提供向心力．