题目内容
4.如图所示,质量为m1的物体放于水平桌面上,用轻绳通过滑轮悬挂一质量m2的物体,不计绳子与滑轮的摩擦.现用力F把m2从最低位置1缓慢地移动到位置2,此时轻绳与竖直方向的夹角θ=37o,然后释放m2,m2从释放到返回到位置1的过程中,所用时间为t,整个过程m1均处于静止状态,则( )A. | m2从位置1移动到位置2过程中,处于超重状态 | |
B. | m2静止在位置2时,拉力F的最小值为m2gtanθ | |
C. | 在时间t内,m1受到的摩擦力大小一直增加 | |
D. | 在时间t内,m2受到的重力冲量为m2gt |
分析 对m2进行受力分析,结合m2运动的状态判断是否超重;对m2进行受力分析,结合共点力平衡的条件,以及力的分解判断最小的拉力;根据圆周运动的特点,分析在时间t内,m2受到的拉力随位置的变化,然后分析m1受到的摩擦力大小的变化;由冲量的定义求出在时间t内,m2受到的重力冲量.
解答 解:A、由题,用力F把m2从最低位置1缓慢地移动到位置2的过程可以认为是准静态过程,所以m2处于平衡状态.故A错误;
B、m2在2位置时,重力、绳子的拉力T以及拉力F的作用,根据共点力平衡的特点,画出m2的可能的受力如图,可知,当拉力最小时,F=mgsinθ.故C错误;
C、m2从2运动到位置1的过程中,速度越来越大,则需要的向心力越来越大,对绳子的拉力:$T=mgcosθ+\frac{m{v}^{2}}{L}$越来越大,根据牛顿第三定律可知物块对绳子的拉力越来越大,m1始终处于静止状态,可知在水平方向m1受到的摩擦力始终与绳子对它的拉力相等,所以在时间t内,m1受到的摩擦力大小一直增加.故C正确;
D、在时间t内,m2受到的重力冲量等于重力与时间t的乘积,即m2gt.故D正确.
故选:CD
点评 该题考查共点力的平衡以及竖直平面内的圆周运动、机械能守恒等,涉及的知识点多,在解答的过程中一定要注意竖直平面内圆周运动的特点.
练习册系列答案
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