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如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然

题目详情

如图所示,质量为m的小球(可视为质点)用长为L的细线悬挂于O点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然后撤去水平力F,小球从B返回到A点时细线的拉力为T2,则(  )
作业帮

A. T1=T2=2mg

B. 从A到B,拉力F做功为

1
2
mgL

C. 从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变

D. 从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率一直增大

▼优质解答
答案和解析
A、小球在B位置时受到向下的重力mg、水平向左的拉力F、沿BO方向的拉力
T
 
1
,根据平衡条件应有
T
 
1
=
mg
cos60°
=2mg①
小球返回到A时,根据牛顿第二定律应有
T
 
2
-mg=
mv
2
A
L

从B到A由动能定理可得mgL(1-cos60°)=
1
2
mv
2
A
-0③
联立②③可得
T
 
2
=2mg
T
 
1
=T
 
2
=2mg,所以A正确;
B、根据动能定理应有
W
 
F
-mgL(1-cos60°)=0,解得
W
 
F
=
1
2
mgL,所以B正确;
C、从B到A小球做圆周运动,在B点时所受的合力为
F
 
B
=mgsinθ,
在A点时所受的合力为
F
 
A
=
m
v
2
A
L
,再由动能定理mgL(1-cosθ)=
1
2
m
v
2
A
,解得
F
 
A
=2mg(1-cosθ),显然
F
 
A
≠F
 
B
,所以C错误;
D、根据P=Fvcosα,小球在B点时的速度为0,所以重力的瞬时功率也为0,尽管小球在A点时的速度最大,但此时在竖直方向的速度为0,所以重力的瞬时功率也为0,所以小球从B到A的过程中重力的瞬时功率应先增大后减小,D错误;
故选:AB.