题目内容
6.如图,倾角为θ的光滑斜面与光滑的半圆形轨道光滑连接与B点,固定在水平面上,在半圆轨道的最高点C装有压力传感器,整个轨道处在竖直平面内,一小球自斜面上距底端高度为H的某点A由静止释放,到达半圆最高点C时,被压力传感器感应,通过与之相连的计算机处理,可得出小球对C点的压力F,改变H的大小,仍将小球由静止释放,到达C点时得到不同的F值,将对应的F与H的值描绘在F-H图象中,如图所示,则由此可知( )| A. | 图线的斜率与小球的质量无关 | |
| B. | b点坐标的绝对值与物块的质量成正比 | |
| C. | a的坐标与物块的质量无关 | |
| D. | 只改变斜面倾角θ,a、b两点的坐标均不变 |
分析 小球从A到C运动的过程中,只有重力做功,其机械能守恒,根据机械能守恒定律和牛顿定律求出小球对轨道C点的压力与H的关系式,然后结合F-H图线的信息分析.
解答 解:A、小球经过C点时,由合力提供圆周运动向心力,即:
F′+mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
从A到C的过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律有:
mg(H-2R)=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
联立解得:F′=$\frac{2mg}{R}$H-5mg
由牛顿第二定律得:F=F′=$\frac{2mg}{R}$H-5mg
由题中给出的F-H图象知斜率 k=$\frac{2mg}{R}$,可知k与m有关,故A错误.
B、由F′=$\frac{2mg}{R}$H-5mg得:当H=0时,F=-5mg,即|b|=5mg,与m成正比,故B正确.
C、当F=0时,由F′=$\frac{2mg}{R}$H-5mg得:H=2.5R,与m无关,故C正确.
D、由上分析知,a、b与斜面倾角θ无关,只改变斜面倾角θ,a、b两点的坐标均不变.故D正确.
故选:BCD
点评 本题的关键要根据机械能守恒定律和向心力知识结合求得F-H的关系式,抓住图象的信息研究能求出的物理量.
练习册系列答案
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1.
如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B小球用细绳固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在细绳被剪断的瞬间,A、B两小球的加速度分别为( )
| A. | 都等于$\frac{g}{2}$ | B. | 0和$\frac{({m}_{1}+{m}_{2})g}{2{m}_{2}}$ | C. | $\frac{({m}_{1}+{m}_{2})g}{2{m}_{2}}$和0 | D. | $\frac{g}{2}$和0 |
11.以下说法中正确的有( )
| A. | 功可以全部转化为热,但热量不能全部转化为功 | |
| B. | 物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加 | |
| C. | 食盐溶化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体 | |
| D. | 布朗运动是指液体分子的无规则运动 | |
| E. | 当分子力表现为引力时,分子势能都随分子间距离的增大而增大 |
15.
电动机以恒定的功率P和恒定的转速n卷动绳子,拉着质量为M的木箱在光滑的水平地面上前进,如图所示,电动机卷绕绳子的轮子的半径为R,当运动至绳子与水平成θ角时,下述说法正确的是( )
| A. | 木箱将匀速运动,速度是2πnR | |
| B. | 木箱将匀加速运动,此时速度是2πnRcosθ | |
| C. | 此时木箱对地的压力为Mg-$\frac{ρsinθ}{2πnR}$ | |
| D. | 此过程木箱受的合外力方向不变 |