题目内容


如图6所示,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道.甲、乙两小孩沿不同轨道同时从处由静止自由滑向B处,下列说法正确的是

A.甲的切向加速度始终比乙的大

B.甲、乙在同一高度处的速度大小相等

C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度

D.甲和乙同时到达B处


【知识点】匀变速直线运动的速度与位移的关系.A2

【答案解析】 B 解析:A:由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小,故A错误;B:由机械能守恒定律可知,各点的机械能保持不变,高度(重力势能)相等处的动能也相等,故B正确;C、D:甲的切向加速度先比乙的大,速度增大的比较快,开始阶段的位移比较大,故甲总是先达到同一高度的位置.故C、D错误.故选:D. 

【思路点拨】①由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小;②可以使用机械能守恒来说明,也可以使用运动学的公式计算,后一种方法比较麻烦;③哪一个先达到B点,可以通过速度的变化快慢来理解,也可以使用v-t图象来计算说明.本题应该用“加速度”解释:高度相同,到达底端的速度大小就相同,但甲的加速度逐渐减小,乙的加速度逐渐增大.所以它们的速度增加的快慢不同,甲增加得最快,乙增加得最慢.

练习册系列答案
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(1)如图1所以,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面,在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨,长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动,导体棒的另一端与金属导轨良好接触,并通过导线与电阻R构成闭合电路.当导体棒以角速度ω匀速转动时,试根据法拉第电磁感应定律E=,证明导体棒产生的感应电动势为E=BωL2.

(2)某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光,受此启发,他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮,可以增强夜间骑车的安全性.图1所示为自行车后车轮,其金属轮轴半径可以忽略,金属车轮半径r=0.4m,其间由绝缘辐条连接(绝缘辐条未画出).车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条,每根金属条中间都串接一个LED灯,灯可视为纯电阻,每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变.车轮边的车架上固定有磁铁,在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T,方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域,扇形对应的圆心角θ=30°.自行车匀速前进的速度为v=8m/s(等于车轮边缘相对轴的线速度).不计其它电阻和车轮厚度,并忽略磁场边缘效应.

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