题目内容
【题目】如图所示,圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上,OC与OA的夹角为60°,轨道最低点A与桌面相切。一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边,开始时m1位于C点,然后从静止释放,m1球能够沿圆弧轨道运动到水平桌面上。则( )
A. 在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等
B. 在m1由C点下滑到A点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少
C. 若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m1=2m2
D. 在m1由C点下滑到A 点的过程中轻绳对m2做的功等于m2的机械能增加
【答案】BCD
【解析】试题分析:AB两个小球用绳子连在一起,说明沿绳子方向的速度是一样的,而在滑下去一段过程以后,此时的绳子与圆的切线是不重合,所以速度不等,重力的功率就是,分析竖直方向速度的变化情况求解,若恰好能沿圆弧轨道下滑到a点,此时两小球速度均为零,根据动能定理求解质量关系.根据功能关系可分析机械能的改变量.
由C点下滑到A点的过程中,沿绳子方向的速度是一样的,在滑下去一段过程以后,此时的绳子与圆的切线是不重合,而是类似于圆的一根弦线而存在,所以此时两个物体的速度必然不相同的,A错误;重力的功率,这里的v是指竖直的分速度,一开始是由静止释放的,所以一开始的竖直速度也必然为零,最后运动到A点的时候,由于此时的切线是水平的,所以此时的竖直速度也是零但是在这个C到A的过程当中是肯定有竖直分速度的,所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程,也就是一个先变大后变小的过程,所以这里重力功率也是先增大后减小的过程,B正确;若恰好能沿圆弧轨道下滑到a点,此时两小球速度均为零,根据动能定理得: ,解得,C正确;重力之外的其他力做功等于物体机械能的改变量;故在由C点下滑到A点的过程中轻绳对做的功等于的机械能增加,D正确.