15.如圖所示,兩根相互垂直的細線把質(zhì)量為m的小球懸掛在圖示P位置并保持靜止,這時沿OP方向的細線與豎直方向的夾角為θ,細線中的拉力大小為FTP;現(xiàn)在剪斷細線NP,當小球擺到位置Q(圖中未畫出)時,OQ與豎直方向夾角也為θ.下列說法正確的是( 。
A.剪斷細線NP的瞬間,小球處于平衡狀態(tài)
B.小球運動到最低點時處于失重狀態(tài)
C.小球在Q點時的加速度為重力加速度g
D.剪斷細線NP前、后的瞬間,細線OP中的拉力都為FTP=mgcosθ

分析 小球在P點時受力平衡,合力為零,根據(jù)平衡條件可得到細線OP中的拉力;剪斷細線NP的瞬間小球?qū)⒓铀龠\動;小球在Q點時加速度沿切線方向;小球運動到最低點時具有向上的向心加速度.結(jié)合向心力知識求剪斷細線NP前、后的瞬間,細線OP中的拉力.

解答 解:AD、在剪斷細線NP前,P點小球受重力和兩個繩子的拉力,根據(jù)平衡條件,由幾何知識分析可知,F(xiàn)TP=mgcosθ;
剪斷細線NP的瞬間,小球速度仍為零,所以向心加速度為零,向心力為零,且受力情況和在Q點的受力相似,則沿繩子方向有:T=mgcosθ,
垂直繩子方向:mgsinθ=ma,得:a=gsinθ,故剪斷細線NP的瞬間,小球處于非平衡狀態(tài),剪斷細線NP前、后的瞬間,細線OP中的拉力都為FTP=mgcosθ,故A錯誤,D正確;
B、小球運動到最低點時具有向上的向心加速度,處于超重狀態(tài),故B錯誤;
C、小球在Q點時:mgsinθ=ma,得:a=gsinθ,故C錯誤;
故選:D

點評 本題考查共點力的平衡條件及單擺的相關知識,要明確物體平衡時合力為零,而單擺運動的合力不為零,速度為零時向心力為零,即沿繩子方向的合力等于零.

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C.若k=$\frac{5}{4}$且電子恰好在2T時刻射出電場,射出時的速度為$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+(\frac{5e{U}_{0}T}{4md})^{2}}$
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