Question

如圖，一質量為M的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內；套在大環(huán)上質量為m的小環(huán)(可視為質點)，從大環(huán)的最高處由靜止滑下。重力加速度大小為g，當小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為(　　)

A．Mg－5mg                            B．Mg＋mg

C．Mg＋5mg                            D．Mg＋10mg

Answer 1

　C

[解析]　本題考查大環(huán)的平衡，能量守恒定律和牛頓第二定律在小環(huán)圓周運動過程中的具體應用，解題關鍵是利用能量守恒求出小環(huán)到達最低點的速度，再由牛頓第二定律求小環(huán)在最低點受到大環(huán)的支持力，小環(huán)到大環(huán)最低點的速度為v，由能量守恒定律，得mv²＝mg2R�、�，小環(huán)在大環(huán)上做圓周運動，在最低點時，大環(huán)對它的支持力方向豎直向上，標為F_N，由半徑第二定律，得F_N－mg＝m�、�，由①②得F_N＝5mg，由牛頓第三定律可知，小環(huán)對大環(huán)豎直向下的壓力F_N′＝F_N＝5mg。大環(huán)平衡，輕桿對大環(huán)的拉力為F＝F_N′＋Mg＝Mg＋5mg，選項C正確。易錯提醒：對小環(huán)在最低點的運動狀態(tài)。不清楚，認為輕桿的作用力等于兩環(huán)的重力之和。