题目内容
【题目】如图所示,左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗,碗口直径AB水平,O为球心,碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮,细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2,且m1>m2。开始时m1恰在A点,m2在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直,C点是圆心O的正下方。当m1由静止释放开始运动,则下列说法中正确的是( )
A. m2沿斜面上滑过程中,地面对斜面的支持力始终保持恒定
B. 当m1运动到C点时,m1的速率是m2速率的倍
C. m1可能沿碗面上升到B点
D. 在m1从A点运动到C点的过程中,m1与m2组成的系统机械能守恒
【答案】ABD
【解析】
A、m2沿斜面上滑过程中,m2对斜面的压力是一定的,斜面的受力情况不变,由平衡条件可知地面对斜面的支持力始终保持恒定,故A正确;
B、设小球m1到达最低点C时m1、m2的速度大小分别为v1、v2,由运动的合成分解得:,则,故B正确;
CD、在m1从A点运动到C点的过程中, m1与m2组成的系统只有重力做功,系统的机械能守恒,对m1、m2组成的系统由机械能守恒定律得:,结合,解得:,若m1运动到C点时绳断开,至少需要有的速度m1才能沿碗面上升到B点,现由于m1上升的过程中绳子对它做负功,所以m1不可能沿碗面上升到B点,故D正确,C错误;
故选ABD。
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