图8
图8-61所示,一细绳的上端固定在天花板上靠近墙壁的O点,下端拴一小球,L点是小球下垂时的平衡位置,Q点代表一固定在墙上的细长钉子,位于OL直线上,N点在Q点正上方,且QN=QL,M点与Q点等高.现将小球从竖直位置(保持绳子绷直)拉开到与N点等高的P点,释放后任其向L摆动,过程中空气阻力忽略不计.小球到达L后,因细绳被长钉挡住,将开始沿以Q为中心的圆弧继续运动.在这以后 A.小球向右摆到M点,然后就摆回来 B.小球向右摆到M和N之间圆弧上某点处,然后竖直落下 C.小球沿圆弧摆到N点,然后竖直落下 D.
为什么不一定能摆到N呢?不是机械能守恒吗? 一定不能摆到N点。假如能到N点,就是圆周运动达到N点。在N点必须有速度V,V的大小至少为V=(Rg)^1/2。其中R=QN。那么据机械能守恒,开始时,在P点只有势能,没有动能;在N点时的动能不为0,而势能等于在P点时的。机械能凭空增加了。故不能到达N点。 选项D正确。