（ 2017年高考江苏卷 ）

5.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是( )

A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F

B.小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F

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C.物块上升的最大高度为

D.速度v不能超过

答案

D

解析

物块向右匀速运动时，则夹子与物体M，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg，与2F大小关系不确定，选项A错误;小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg，而与2F大小关系不确定，选项B错误;依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有：，那么物块上升的最大高度为，选项C错误;因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，对物体M，则有：，解得：，选项D正确;故本题选：D

考查方向

本题考查了向心力，牛顿第二定律知识点，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与动能定理，机械能守恒定律等知识点交汇命题。

解题思路

当M做匀速运动时，处于平衡状态，整体分析，即可判定绳子中张力;当M做圆周运动时，最低点，依据牛顿第二定律，结合向心力表达式，即可确定张力与Mg的关系，与2F关系无法确定;利用机械能守恒定律，即可求解最大高度;根据两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F，利用牛顿第二定律，结合向心力，即可求解;

易错点

本题关键是根据物体的状态，进行受力分析，理解向心力的表达式，及牛顿第二定律的运用;