Question

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，然后从静止释放，摆球运动过程中，支架始终不动，则从释放至运动到最低点的过程中有（     ）

A.在释放瞬间，支架对地面压力为(m+M)g

B.摆动过程中，支架对地面压力一直增大

C.摆球到达最低点时，支架对地面压力为(2m+M)g

D.摆动过程中，重力对小球做功的功率一直增大

Answer

B

【解析】

试题分析：在释放瞬间，m的速度为零，细线拉力为零，对支架受力分析，支架受重力和地面对它的支持力，则支架对地面压力为Mg ，故A错误；

对小球在向下运动过程中某一位置进行受力分析：

当小球绕圆心转过角度为θ时，具有的速度v，根据动能定理得：得

根据牛顿第二定律得：，得，而此时支架受重力、支持力、绳子的拉力、地面摩擦力，根据平衡条件得：在竖直方向上有：,所以 ，摆动过程中θ逐渐增大，所以地面对支架的支持力也逐渐增大，根据牛顿第三定律：即摆动过程中，支架对地面压力一直增大，故B正确；

在从释放到最低点过程中，根据动能定理得：，在最低点绳子拉力为T，根据牛顿第二定律得：，小球在最低点时，对支架根据平衡条件得：,解得：，故C不正确；

小球在开始运动时的速度为零，则这时重力的功率 ；当小球绕圆心转过角度为θ时，具有的速度v，根据动能定理得，并且重力与速度的方向夹角为θ，则这时重力的功率，＞0；当小球运动到最低点时，速度的方向水平垂直于重力的方向，，因此重力功率变化为：先变大后变小，故D错误，故选BC。

考点：动能定理；牛顿第二定律；功率。