如图所示,一质量为M的人站在台秤上,一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球,手拿悬线另一端,小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动,且小球恰好能通过圆轨道最高点,则下列说法正确的是
如图所示,一质量为M的人站在台秤上,一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球,手拿悬线另一端,小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动,且小球恰好能通过圆轨道最高点,则下列说法正确的是
A. 小球运动到最低点时,台秤的示数最大,且为(M+6m)g
B. 当小球运动到最高点时,台秤的示数大于Mg
C. 小球在a、b、c三个位置时,台秤的示数相同
D. 小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大,人处于超重状态
【答案】AC
【解析】A、小球恰好能通过圆轨道最高点,在最高点,细线中拉力为零,小球速度,小球从最高点运动到最低点,由机械能守恒定律,
,在最低点,由牛顿第二定律,
,联立解得细线中拉力
,小球运动到最低点时,台秤的示数最大且为
,选项A正确;
B、小球运动到最高点时,细线中拉力为零,台秤的示数为,但是不是最小,当小球处于如图所示状态时,
设其速度为,由牛顿第二定律有:
解得悬线拉力
其分力
当,即
时,
台秤的最小示数为,选项B错误;
C、小球在a、b、c三个位置,小球均处于完全失重状态,台秤的示数相同,选项C正确;
D、人没有运动,不会有超重失重状态,故D错误。
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