Question

【題目】如圖，固定于O點的細線下端系一小球，不計空氣阻力，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在豎直平面內由A點往B點運動，此過程中小球（　　）

A. 所受合力為零

B. 所受水平拉力逐漸變小

C. 機械能守恒

D. 克服重力做功的功率逐漸變大

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據小球做圓周運動，對其受力分析，受拉力F、重力G、繩子的拉力T，合力提供向心力，即合力指向圓心，求出水平拉力和重力的關系，判斷F的變化情況，根據P=Fvcosθ判斷重力的功率變化的情況。

A．小球勻速率運動，動能不變，根據動能定理，合力做功為零，但合力不為零，合力充當向心力，故A錯誤；

B．小球是以恒定速率運動，即它是做勻速圓周運動，那么小球受到的重力G、水平拉力F、繩子拉力T三者的合力必是沿繩子指向O點。設繩子與豎直方向夾角是θ，則　F/G＝tanθ（F與G的合力必與繩子拉力在同一直線上）得F＝Gtanθ，顯然，從A到B的過程中，θ是不斷增大的，所以水平拉力F是一直增大的。故B錯誤；

C．小球勻速率運動，重力勢能增加，動能不變，故機械能增加，故C錯誤；

D．重力不變，速度方向與重力的夾角不斷增加（大于90度），故根據P＝Gvcosθ，重力的瞬時功率的絕對值不斷增大；故D正確；

故選D。