题目内容

5.如图所示,半径为R的光滑圆环竖直放置,在环上套有小球A和B,A、B之间用一根长为2R的轻杆相连,并使小球能在环上自由滑动.已知A球质量为3m,B球质量为m,重力加速度为g,使小球从与圆心O等高处静止释放,在A球从初始位置滑到圆环最低点的过程中,轻杆对B球做的功为(  )
A.mgRB.1.5mgRC.2mgRD.3mgR

分析 两球组成的系统机械能守恒,由系统的机械能守恒和两球速率相等的关系列式,即可求出A到达最低点时的速度,再对B球,运用动能定理求解轻杆对B球做的功.

解答 解:对于A、B两球组成的系统,只有重力做功,系统的机械能守恒,设A球到圆环最低点时的速率为v,由系统的机械能守恒得:
     3mgR-mgR=$\frac{1}{2}$•4mv2                         
对B,运用动能定理得:-mgR+W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$  
联立得:轻杆对B球做的功 W=2mgR
故选:C

点评 解决本题的关键要把握住系统的机械能守恒,运用动能定理求变力的功,要注意对于单个小球,机械能并不守恒.

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