如圖，一質量為M的光滑大圓環，用一細輕杆固定在豎直平面內；套在大圓環上的質量為m的小環（可視為質點），從大圓環...

問題詳情：

如圖，一質量為M的光滑大圓環，用一細輕杆固定在豎直平面內；套在大圓環上的質量為m的小環（可視為質點），從大圓環的最高處由靜止滑下，重力加速度為g．當小圓環滑到大圓環的最低點時，大圓環對細杆的拉力大小為：

A．5mg                      B．Mg+4mg                C．Mg+5mg                D．Mg+10mg

【回答】

C

【分析】

利用機械能守恆、豎直平面內的圓周運動、力的合成、牛頓運動定律求解．

【詳解】

設大環底端處為重力勢能零點，大環半徑為R，小環在最低點速度為v，由於小環運動過程中只受*力和重力，*力和運動方向始終垂直，所以*力不做功，只有重力做功，所以根據機械能守恆可得：

解得：

當小環到達大環最低點時，分析小環的受力得：

把帶入得：

分析大環的受力，大環受到自身重力和小環豎直向下的壓力5mg，故大環對輕杆的拉力為：，C符合題意．

知識點：向心力

題型：選擇題