题目内容
如图所示,粗糙水平面上放置有。一个滑块,质量为M,其内部带有一光滑的半圆形凹槽;一质量为m的小球在凹槽内部往复运动,滑块始终静止不动;在小球由静止开始从凹槽右端最高点滑向最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.地面对滑块的摩擦力方向向左 | B.小球始终处于超重状态 |
C.地面对滑块的支持力大小等于(M+m)g | D.小球重力的功率逐渐增大 |
A
小球沿光滑曲面下滑的过程中,受到重力和支持力,只有重力做功,机械能守恒,势能减小,故动能增加;对小球和滑块整体受力分析,根据牛顿第二定律列式分析地面对滑块的摩擦力和支持力的情况;根据瞬时功率表达式判断瞬时功率情况.
解:A、C、小球沿光滑曲面下滑的过程中,速度不断增加,对整体受力分析,受到重力、支持力和向左的静摩擦力,如图
根据牛顿第二定律,有
f=max
(M+m)g-N=may
解得
N=(M+m)g-may<(M+m)g
故A正确,C错误;
B、小球加速下降,处于失重状态,故B错误;
D、小球重力的功率等于重力和重力方向的分速度的乘积,由于最低点速度水平,竖直方向的分速度为零,故小球加速下滑到最低点的过程中,竖直方向的分速度先增大,和减小,故重力的瞬时功率先变大后变小,故D错误;
故选A.
解:A、C、小球沿光滑曲面下滑的过程中,速度不断增加,对整体受力分析,受到重力、支持力和向左的静摩擦力,如图
根据牛顿第二定律,有
f=max
(M+m)g-N=may
解得
N=(M+m)g-may<(M+m)g
故A正确,C错误;
B、小球加速下降,处于失重状态,故B错误;
D、小球重力的功率等于重力和重力方向的分速度的乘积,由于最低点速度水平,竖直方向的分速度为零,故小球加速下滑到最低点的过程中,竖直方向的分速度先增大,和减小,故重力的瞬时功率先变大后变小,故D错误;
故选A.
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