Question

【題目】如圖，一質量為M的光滑大圓環，用一細輕桿固定在豎直平面內；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，大圓環對細桿的拉力大小為：

A. 5mgB. Mg+4mgC. Mg+5mgD. Mg+10mg

Answer 1

【答案】C

【解析】

利用機械能守恒、豎直平面內的圓周運動、力的合成、牛頓運動定律求解。

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，由于小環運動過程中只受彈力和重力，彈力和運動方向始終垂直，所以彈力不做功，只有重力做功，所以根據機械能守恒可得：

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，故大環對輕桿的拉力為：，C符合題意。