Question

一截面呈圓形的內(nèi)壁光滑細(xì)管被彎成一個半徑為R的大圓環(huán)，并固定在豎直平面內(nèi)．在管內(nèi)的環(huán)底A處有一質(zhì)量為m、直徑比管徑略小的小球，小球上連有一根穿過位于環(huán)頂B處管口的輕繩，在水平外力的作用下小球以恒定的速率從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，如圖所示，忽略內(nèi)外側(cè)半徑差別（小球可看作質(zhì)點(diǎn)），此過程中拉力的瞬時功率變化情況是（　�。�

A．逐漸增大

B．逐漸減小

C．先減小，后增大

D．先增大，后減小

Answer 1

分析：小球做勻速圓周運(yùn)動，合外力提供向心力，所以切線方向合力為零，對小球進(jìn)行受力分析，受到重力、繩子的拉力，管壁的支持力，繩子的拉力方向與速度方向相同為切線方向，所以繩子的拉力大小等于重力在切線方向的分量，根據(jù)P=Fv即可求解．

解答：解：小球做勻速圓周運(yùn)動，合外力提供向心力，所以切線方向合力為零，設(shè)小球重力方向與切線方向的夾角為θ，
則有：F=mgcosθ，小球上升過程中，先減小，到與圓心等高處θ=0，后增大，
所以cosθ先增大，后減小
所以F=mgcosθ先增大，后減小
根據(jù)P=Fv
可知，P先增大，后減小
故選D

點(diǎn)評：本題主要考查了瞬時功率公式P=Fv的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們知道小球做勻速圓周運(yùn)動，合外力提供向心力，切線方向合力為零，難度適中．