Question

如圖所示，將小球拉緊，懸線在水平位置無初速釋放，當小球達到最低點時，細線被與懸點在同一豎直線上的小釘P擋住，則在懸線被釘子擋住的前后瞬間比較（　　）

A．小球的機械能減少

B．小球的動能減小

C．懸線上的張力變小

D．小球的向心加速度變大

Answer 1

分析：由機械能守恒可知小球到達最低點的速度，小球碰到釘子后仍做圓周運動，由向心力公式可得出繩子的拉力與小球轉動半徑的關系；由圓周運動的性質可知其線速度、角速度及向心加速度的大小關系．

解答：解：A、在整個過程中只有重力做功，機械能守恒，懸線被小釘子擋住的前后，小球的機械能不變，故A錯誤；
B、懸線被小釘子擋住的前后，小球的線速度不變，則小球動能不變，故B錯誤；
C、小球做圓周運動，由牛頓第二定律得：F-mg=m

v2

r

，懸線張力F=mg+m

v2

r

，懸線被小釘子擋住的后，小球做圓周運動的半徑r減小，則懸線張力變大，故C錯誤；
D、小球的向心加速度a=

v2

r

，懸線被小釘子擋住的前后，小球速度v不變，軌道半徑r減小，故向心加速度變大，故D正確；
故選D．

點評：本題中要注意細繩碰到釘子前后轉動半徑的變化，再由向心力公式分析繩子上的拉力變化．