高中 | 单摆和单摆的回复力 题目答案及解析

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选修3-4

第十一章 机械振动

11.4 单摆

单摆和单摆的回复力

图中$O$点为单摆的固定悬点,现将摆球(可视为质点)小幅度拉开至$A$点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,摆球将在竖直平面内的$A$$C$之间来回摆动,$B$点为运动中的最低位置,则在摆动过程中$(\qquad)$

["

摆球在$B$点处,速度最大,合外力为零

","

摆球在$B$点处,速度最大,细线拉力也最大

","

摆球在$A$点和$C$点处,速度为零,合力也为零

","

小球所受重力和绳的拉力的合力提供单摆做简谐运动的回复力

"]
[["B"]]

$\rm A$.摆球在$B$点处,小球处于最低点,速度最大,回复力为零,但小球的向心力不为零,则合外力不为零,故$\rm A$错误;

$\rm B$.摆球在$B$点处,速度最大,根据牛顿第二定律可得$T-mg=m\dfrac{v^{2}}{L}$可知细线拉力也最大,故$\rm B$正确;

$\rm C$.摆球在$A$点和$C$点处,速度为零,此时所需向心力为$0$,沿细线方向的合力为$0$,但沿切线方向的合力不为$0$,故$\rm C$错误;

$\rm D$.小球所受重力沿切线方向的分力提供单摆做简谐运动的回复力,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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