题目内容
如图所示,A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连,置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处,且都处于静止状态,两斜面的倾角分别为α和β,若不计摩擦,剪断细绳后,下列关于两物体的说法中正确的是( )
分析:分别对物体受力分析,由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比;
剪断细线后,两物体做匀加速运动,由机械能守恒可求得落地的速度,
由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比.
剪断细线后,两物体做匀加速运动,由机械能守恒可求得落地的速度,
由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比.
解答:解:两物体均处于平衡状态,受力分析如图所示;
绳子对AB的拉力大小相等,对A有:mAg=
;
对B有:mBg=
则有:
=
绳子剪断后,两物体做匀加速运动,只受重力和支持力,支持力不做功,所以下落过程中机械能守恒.
由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,
而两速度在竖直方向上的分量之比:
=
瞬时功率P=mgv竖;
所以两物体着地时所受重力的功率一定相同,故A正确.
B、下落过程中机械能守恒,由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,方向不同,所以两物体着地时的速度不一定相同,故B错误.
C、两物体质量不一定相等,落地时的速度大小相等,所以两物体着地时的动能不一定相同,故C错误.
D、绳子剪断瞬间,两物体动能都为零,两物体质量不一定相等,重力势能不等,
下落过程中机械能守恒,所以两物体着地时的机械能不一定相同,故D错误.
故选A.
绳子对AB的拉力大小相等,对A有:mAg=
T |
sinα |
对B有:mBg=
T |
sinβ |
则有:
mA |
mB |
sinβ |
sinα |
绳子剪断后,两物体做匀加速运动,只受重力和支持力,支持力不做功,所以下落过程中机械能守恒.
由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,
而两速度在竖直方向上的分量之比:
vyA |
vyB |
vsinα |
vsinβ |
瞬时功率P=mgv竖;
所以两物体着地时所受重力的功率一定相同,故A正确.
B、下落过程中机械能守恒,由于落地高度相同,故落地时的速度大小相等,方向不同,所以两物体着地时的速度不一定相同,故B错误.
C、两物体质量不一定相等,落地时的速度大小相等,所以两物体着地时的动能不一定相同,故C错误.
D、绳子剪断瞬间,两物体动能都为零,两物体质量不一定相等,重力势能不等,
下落过程中机械能守恒,所以两物体着地时的机械能不一定相同,故D错误.
故选A.
点评:本题中要注意两点:(1)绳子各点处的拉力大小相等;(2)重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积.
练习册系列答案
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如图所示,A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对圆盘静止,已知两物块的质量mA<mB,运动半径rA>rB,则下列关系一定正确的是( )
A、角速度ωA=ωB | B、线速度vA=vB | C、向心加速度aA>aB | D、向心力FA>FB |
如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中A受到B对它的摩擦力( )
A、方向向左,大小不变 | B、方向向左,逐渐减小 | C、方向向右,大小不变 | D、方向向右,逐渐减小 |