Question

如圖所示，細線NP與細線DP把質量為m的小球維持在位置P，OP與豎直方向夾角為θ，NO與OP垂直，這時細線0P中的張力大小為T_P，作用于小球的合力大小為F_P；若剪斷NP，當小球擺到位置Q時，DQ與豎直方向夾角也為θ，細線中張力大小為T_Q，作用于小球的合力大小為F_Q，則（　　）

A．T_P=T_Q，F(xiàn)_P=F_Q

B．T_P=T_Q，F(xiàn)_P≠F_Q

C．T_P≠T_Q，F(xiàn)_P=F_Q

D．T_P≠T_Q，F(xiàn)_P≠F_Q

Answer 1

分析：本題的關鍵是明確細線NP剪斷前小球處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可求出拉力和合力大小；剪斷細線NP后，小球將會做圓周運動至Q點時，小球所受的合力不為零，應根據(jù)牛頓第二定律結合向心力公式求出拉力和合力．

解答：解：剪斷細線NP前，對球受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可得

T

P

=

mg

cosθ

，

F

P

=0
剪斷細線后，小球在Q點時受力分析如圖所示，由能量守恒定律可知，小球在Q點時的速度應為零，根據(jù)牛頓第二定律應有：

T

Q

-mgcosθ=0，

F

Q

=mgsinθ
解得

T

Q

=mgcosθ，

F

Q

=mgsinθ，可見

T

P

≠T

Q

，

F

P

≠F

Q

，所以D正確．
故選D．

點評：要熟記結論：做圓周運動的物體所受的指向圓心方向的合力等于向心力．