题目内容

20.如图A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连,置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度,处于静止状态,两斜面的倾角分别为53°和37°,若不计摩擦,剪断细绳后下列说法中正确的是(  )
A.两物体着地时的速度大小一定相同
B.两物体开始下滑到着地的时间一定相同
C.两物体着地时的动能一定相同
D.两物体着地时所受重力的功率一定相同

分析 原来系统处平衡状态时,可根据平衡条件求出两物体质量关系.根据动能定理研究两物体着地时速度、动能关系.两物体下滑过程机械能都守恒,根据质量关系分析机械能的关系.由P=mgvsinθ研究重力的功率关系.

解答 解:原来系统静止时,由平衡条件得:mAgsinα=mBgsinβ,得到mA:mB=3:4
A、根据动能定理得:mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,得着地时物体的速度大小v=$\sqrt{2gh}$,动能EK=mgh,可见,两物体着地时的速度大小相等,但速度方向不同,则速度不可能相同.
由于两物体的质量m不等,高度h相等,则两物体着地时的动能一定不相同.故A正确,C错误.
B、两物体从静止开始沿斜面滑下做匀加速运动,根据牛顿第二定律得a=gsinθ,
根据几何关系知道A物体的加速度较大,但是下滑的距离较小,所以由公式x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得知,A沿斜面下滑的时间较小.故B错误.
D、两物体着地时所受重力的功率分别为PA=mAgsinα•vA,PB=mBgsinβ•vB,由于mAgsinα=mBgsinβ,速度大小:vA=vB,所以PA=PB.故D正确.
故选:AD.

点评 本题关键要灵活应用动能定理、机械能守恒和功率公式进行列式分析,要注意两点:(1)速度是矢量,只有大小和方向都相同时速度才相同;(2)重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积.

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