题目内容

4.如图所示,套在光滑竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的细绳与重物B相连,由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升,当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,A的上升速度为v1,加速度为aA且v1≠0.若此时B的速度为v2,则下列说法正确的是(  )
A.v2=v1,aA=gB.v2>v1,aA=gC.v2=v1,aA>gD.v2=0,aA=g

分析 把A上升的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度,而沿绳子方向的速度与B的速度相等,从而求出B的速度.分析A的受力情况,由牛顿第二定律求加速度.

解答 解:对于A,它的速度如图中标出的vA,将vA分解成垂直于绳子和沿着绳子两个方向的分速度v1和vB,其中vB等于物体B的速度.
则有 vB=vAcosθ
当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,vA=v1≠0,θ=90°,所以B的速度v2=vB=0
在此位置,A受到重力、绳子的拉力和杆的支持力,其中绳子的拉力和杆的支持力平衡,物体A的合力等于其重力,由牛顿第二定律得
  mg=maA,解得 aA=g
故选:D

点评 本题考查了运动的合成与分解问题,要知道绳子不可伸长时,两个物体沿绳子方向的分速度大小相等.

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