3.如图所示,在一座寺庙门口吊着一口大钟,在大钟旁边并排吊着撞锤,吊撞锤的轻绳长为L,与吊撞锤的点等高且水平相距处有一固定的光滑定滑轮,一和尚将轻绳一端绕过定滑轮连在撞锤上,然后缓慢往下拉绳子另一端,使得撞锤提升竖直高度时突然松手,使撞锤自然的摆动下去撞击大钟,发出声音,(重力加速度取g),则( )
在摆锤上升过程中撞钟受力如图所示,因缓慢拉绳,撞钟受力平衡,由平行四边形定则作图知两绳拉力都发生变化,故选项A错误;松手前瞬间,由几何知识知,两绳恰垂直,且由力的平行四边形法则得,撞锤上方左右两边绳子的拉力之比为,故选项B错误;松手后,
撞钟摆下,只有重力做功,由机械能守恒可知,
,得,故选项C错误;当突然
松手时,撞钟受重力和右侧悬绳拉力作用,将重力分解为沿悬绳和垂直于悬绳的力,由圆周运动知识知沿悬绳方向合力为零,则撞钟受合力为重力沿垂直于右侧悬绳的分力,即F合=mgcos30°,所以撞钟加速度为a=gcos30°=,故选项D正确。
首先要区分松手前的状态和松手后的状态,松手前撞锤是平衡的,松手后,撞锤是做圆周运动的,利用撞锤的运动规律找到合适的解法。
松手前绳子的力的大小,不能光看绳子长度就判断力的大小