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长为1m的细线一端系一个质量为1kg的小球,用力推一下小球,使它绕细线的另一端在竖直平面内做圆周运动,则(重力加速度为10m/s2)(  )
分析:小球在最高点绳子的拉力与重力的合力提供向心力,在最低点也是绳子的拉力与重力的合力提供向心力,可根据牛顿第二定律列式求解,同时小球从最高点运动得到最低点的过程中,只有重力做功,可运用动能定理列式求解.
解答:解:A、小球在竖直平面内运动,速度大小在变化,故A错误;
球恰好经过最高点P,速度取最小值,故只受重力,重力提供向心力:mg=
m
v
2
1
r
     ①
球经过最低点Q时,受重力和绳子的拉力,如图

根据牛顿第二定律得到,F2-mg=m
v
2
2
r
       ②
球从最高点运动到最低点的过程中,由动能定理得,mg(2r)=
1
2
mv22-
1
2
mv12
由①式解得:v1=
gr
=
10
m/s

因此小球在最高点时的速率大于或等于
10
m/s
,所以B错误;C正确;
由②③解得:v2=
5gr

F2=6mg=60N;即小球在最低点的最小拉力等于60N,故D错误;
故选C.
点评:本题小球做变速圆周运动,在最高点和最低点重力和拉力的合力提供向心力,同时结合动能定理列式求解!
练习册系列答案
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长为1m的细线一端系一个质量为1kg的小球,用力推一下小球,使它绕细线的另一端在竖直平面内做圆周运动,则(重力加速度为10m/s2)( )
A.小球可能做匀速圆周运动
B.小球在最高点时的速率可为2m/s
C.小球在最高点的速率可为5m/s
D.小球在最低点时细线的拉力可为10N

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A.小球可能做匀速圆周运动   
B.小球在最高点时的速率可为2m/s
C.小球在最高点的速率可为5m/s
D.小球在最低点时细线的拉力可为10N

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