题目内容

如图所示,倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接,A球置于斜面顶端,现由静止释放A、B两球,球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上.重力加速度为g,不计一切摩擦.则( )

A.A球刚滑至水平面时速度大小为
B.B球刚升至斜面顶端时的速度大小为
C.小球A、B在水平面上不可能相撞
D.在A球沿斜面下滑过程中,轻绳对B球先做正功,后不做功
【答案】分析:A球刚滑至水平面时,对系统运用动能定理求解A的速度大小;B球刚升至斜面顶端时时,对系统运用动能定理求解B的速度大小;根据在水平面上速度大小关系,判断能否相撞.
解答:解:A、A球刚滑至水平面时,对系统用动能定理得:
 
解得v=,故A正确.
B、B球刚升至斜面顶端时时,对系统用动能定理得
   
解得此时速度,故B正确.
C、开始时AB系统一起加速,速度相同,A球滑到地面后做匀速直线运动,B球在斜面上继续加速,则最终B球大于A球,所以AB将在水平面上相撞,故C错误.
D、B球在上升过程轻绳对B球做正功,二者一起沿斜面下滑时,轻绳张力为零,不做功.故D正确.
故选ABD
点评:本题关键要运用动能定理求解速度,研究对象是系统.通过分析AB在水平面上速度关系,即可判断能否相撞.
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