问题详情:
如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g.当小圆环滑到大圆环的最低点时,大圆环对细杆的拉力大小为:
A.5mg B.Mg+4mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg
【回答】
C
【分析】
利用机械能守恒、竖直平面内的圆周运动、力的合成、牛顿运动定律求解.
【详解】
设大环底端处为重力势能零点,大环半径为R,小环在最低点速度为v,由于小环运动过程中只受*力和重力,*力和运动方向始终垂直,所以*力不做功,只有重力做功,所以根据机械能守恒可得:
解得:
当小环到达大环最低点时,分析小环的受力得:
把带入得:
分析大环的受力,大环受到自身重力和小环竖直向下的压力5mg,故大环对轻杆的拉力为:,C符合题意.
知识点:向心力
题型:选择题