题目内容

【题目】如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切,质量均为m的小球AB与轻杆连接,置于圆轨道上,A位于圆心O的正下方,BO等高。它们由静止释放,最终在水平面上运动。下列说法正确的是

A. 下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小

B. B滑到圆轨道最低点时,轨道对B的支持力大小为3mg

C. 下滑过程中B的机械能增加

D. 整个过程中轻杆对A做的功为

【答案】AD

【解析】试题分析:根据重力和速度方向的关系判断重力功率的变化,AB小球组成的系统,在运动过程中,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出到达最低点的速度,在最低点,根据牛顿第二定律求出轨道对B的支持力,下滑过程中,求出B重力势能的减小量和动能的增加量,从而判断机械能的变化量,整个过程中对A,根据动能定理求解轻杆对A做的功.

解:A、因为初位置速度为零,则重力的功率为0,最低点速度方向与重力的方向垂直,重力的功率为零,可知重力的功率先增大后减小.故A正确;

BAB小球组成的系统,在运动过程中,机械能守恒,设B到达轨道最低点时速度为v,根据机械能守恒定律得:

解得:v=

在最低点,根据牛顿第二定律得:

N﹣mg=m

解得:N=2mg,故B错误;

C、下滑过程中,B的重力势能减小△EP=mgR,动能增加量,所以机械能减小,故C错误;

D、整个过程中对A,根据动能定理得:,故D正确.

故选:AD

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