单摆问题一例
如图所示,摆球原来处于它的平衡位置O点,后来摆球在水平恒力F的作用下,沿着圆弧运动.摆球经过P点时,它所受的切向合外力恰好为零,这时撤去拉力F,则 ( )
A.撤除F后,摆球的最大偏角大于图示的θ
B.摆线的拉力对摆球不做功
C.摆球从O到P的重力势能增量小于F对摆球做的功
D.从O到P摆球重力势能的增量等于F对摆球做的功
A,“摆球经过P点时,它所受的切向合外力恰好为零,”但此前,由于F与重力的切向合力的作用,使它向左加速,到P点仍有速度,故“撤除F后,摆球的最大偏角大于图示的θ”[摆球从O到P的过程,F的切向分量变小;重力的切向分量变大;绳没有切向分量。
故合力的切向分量是逐渐减小的,加速度也逐渐减小,速度一直增加到P。
所以到P点,摆球有速度不为0]
B,摆线拉力垂直速度方向,故不做功。
C,由A项分析知,摆球偏角大于θ。
说明F做的功大于在P位置时的重力势能。
D,与C不相容。
选A,B,C。
正确。