题目内容

18.如图所示,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,可视为质点的小物块A、B 用轻绳连接并跨过滑轮.初始时刻,A、B 处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A 自由下落,B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到小物块A、B着地(不计滑轮的质量和摩擦),则(  )
A.物块A的速度大小大于物块B的速度大小
B.物块B的机械能的变化量大于物块A的机械能的变化量
C.物块B的重力势能的变化量等于物块A的重力势能的变化量
D.物块A的重力做功的平均功率等于物块B的重力做功的平均功率

分析 初始时刻,A、B处于同一高度并恰好保持静止状态,知A的重力等于绳子的拉力,B重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力,所以B的重力大于A的重力.根据动能定理求出物块落地的速度,从而比较出速率的变化量.根据重力做功比较重力势能的变化量.由公式P=Fv分析重力做功的平均功率.

解答 解:A、根据动能定理得,mgh=$\frac{1}{2}$mv2,知落地的速度v=$\sqrt{2gh}$,因为h相等,落地时速率v相等,初速度都为零,故落地时速度大小相等.故A错误.
B、由于两物体均只有重力做功,故机械能守恒,下落时两物体的机械能均保持不变,故B错误.
C、根据开始时系统平衡得,mBgsinθ=mAg.可知B的重力大于A的重力,根据WG=mgh知,两物体重力做功不同,则重力势能变化量不同.故C错误.
D、根据开始时系统平衡得,mBgsinθ=mAg.两物体落地的速度大小相等,则平均速度大小相等.对A,重力做功的平均功率PA=mAg$\overline{v}$,对B,重力做功的平均功率PB=mBg$\overline{v}$sinθ=mAg $\overline{v}$.知重力做功的平均功率相同.故D正确.
故选:D

点评 解决本题的关键通过共点力平衡求出A、B质量的关系,以及知道剪断细线后,A、B两物体机械能守恒,同时明确重力势能、动能以及机械能的性质即可准确求解.

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