题目内容

如图9所示,圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,OcOa的夹角为60°,轨道最低点a与桌面相切。一轻绳两端系着质量为m1m2的小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道边缘c的两边,开始时,m1位于c点,然后从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦。则(  )

A.在m1c下滑到a的过程中两球速度大小始终相等              

B.在m1c下滑到a的过程中重力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.若m1恰好能沿圆弧下滑到a点,则m1=3m2

 

 

 

 

 

 

图9

选BC 小球m1沿绳的方向的分速度与m2的速度大小相等,A错误;重力m1g的功率P1m1g·v1,小球m1在竖直方向的分速度v1先增大后减小,故P1也先增大后减小,B正确;由m1m2组成的系统机械能守恒可得:m1gR(1-cos 60°)=m2gR,故m1=2m2,C正确,D错误。

练习册系列答案
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用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图8所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度。

①对于上述实验操作,下列说法正确的是___________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平

D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动

E.小球1的质量应大于小球2的质量

②本实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有       

A.AB两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2     D.小球1和小球2的半径r

③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图9所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1l2l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为            (用所测物理量的字母表示)。

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