题目内容

如图所示,两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2,圆心分别为O1和O2,所对应的圆心角均小于5°,在最低点O平滑连接.M点和N点分别位于O点左右两侧,距离MO小于NO.现分别将位于M点和N点的两个小球A和B(均可视为质点)同时由静止释放.关于两小球第一次相遇点的位置,下列判断正确的是( )

A.恰好在O点
B.一定在O点的左侧
C.一定在O点的右侧
D.条件不足,无法确定
【答案】分析:由题,两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于5°,把两球在圆弧上的运动看做等效单摆运动,根据单摆的周期公式,分析两小球第一次到达O点的时间关系,即可判断第一次相遇的位置.
解答:解:据题意,两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于5°,把两球在圆弧上的运动看做等效单摆,等效摆长等于圆弧的半径,则M、N两球的运动周期分别为
     TM=2π,TN=2π
两球第一次到达O点的时间分别为
    tM=TM=,tN=TN=
由于R1<R2,则 tM<tN,故两小球第一次相遇点的位置一定在O点的右侧.
故选C
点评:本题关键是采用等效法,将两球在圆弧上的运动看做等效单摆运动,常常称为槽摆,再根据单摆的周期公式,比较时间,即可判断第一次相遇的位置.
练习册系列答案
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