高中 | 机械能守恒定律 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.8 机械能守恒定律

机械能守恒定律

如图所示,质量为$m$的小球,用一长为$l$的细线悬于$O$点,将悬线拉直成水平状态,松手让小球由静止开始下落,$O$点正下方$D$处有一钉子,小球运动到$B$处时会以$D$为圆心做圆周运动,若小球能够通过$C$点,不计空气阻力,那么$OD$的距离最少为$(\qquad)$

  

["

$0.5l$

","

$0.6l$

","

$0.7l$

","

$0.8l$

"]
[["B"]]

要使$OD$的距离最小,则小球应从$A$点由静止开始向下运动,且恰能通过$C$点,设小球以$D$为圆心做圆周运动的半径为$r$,在$C$点有$mg=m\dfrac{v_{C}^{2}}{r}$

小球从$A$运动到$C$,根据机械能守恒定律$mg(l-2r)=\dfrac{1}{2}mv_{C}^{2}$

联立以上两式解得$r=0.4l$

$OD$的最小距离为$s=l-r=0.6l$

故选:$\rm B$

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