(6 分)如图,一质量为 M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定…——2014 高考物理第 4 题答案解析

2014_新课标II卷

2014 全国 第 4 题 解答题 区分题
2014_新课标II卷

4.(6 分)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:套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为 g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )

A $M g - 5 m g$ B $M g ^ { + } { \mathsf { m g } }$ C $M g ^ { + } 5 m g$ D $\mathsf { M g } ^ { + } \mathsf { 1 0 m g }$

参考答案

C

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题目指纹

这道题真正考什么?

关键能力
力学
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【考点】37:牛顿第二定律;4A:向心力

【专题】519:匀速圆周运动专题

【分析】根据牛顿第二定律求出小环运动到最低点时,大环对它的拉力,再用隔离法对大环分析,求出大环对轻杆的拉力大小

【解答】解:小环在最低点时,根据牛顿第二定律得:$F \mathrm { \mathrm { ~ - ~ } } \mathsf { m g = m \frac { v ^ { 2 } } { R } } ,$ 得: $F = m g + m \frac { v ^ { 2 } } { R }$

小环从最高到最低,由动能定理,则有: $\scriptstyle { \frac { 1 } { 2 } } { \mathrm { m v } } ^ { 2 } = { \mathrm { m g } } \cdot 2 { \mathrm { R } }$

对大环分析,有: $T = F + M g = m ( \frac { \partial v ^ { 2 } } { \partial R } ) + M g = 5 m g + M g$ .故C正确,A、B、D错误。故选:C。

【点评】解决本题的关键搞清小环做圆周运动向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解

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