题目内容
19.一细绳上端固定,下端连接一小球,现将小球及细绳拉到水平位置放手,让它自由摆下,则小球向下运动过程中( )| A. | 小球的水平分速度不断减小 | |
| B. | 小球的竖直分速度先增大后减小,到最低点时,竖直分速度为零 | |
| C. | 小球的竖直分速度最大时,细绳与竖直方向的夹角α满足关系系:cosα=$\frac{\sqrt{3}}{3}$ | |
| D. | 小球的竖直分速度最大时,细绳与竖直方向的夹角α、小球所受细绳的拉力FT、小球的重力mg,三者之间满足关系系:FTcosα=mg |
分析 根据机械能守恒定律可明确小球速度随夹角的变化而变化的规律,并根据数学规律求出何时达最大竖直分速度.
解答 解:A、设绳子与竖直方向上的夹角为α,则由机械能守恒定律可知:
mgLcosα=$\frac{1}{2}$mv2;
解得:v=$\sqrt{2gLcosα}$;则由速度的分解规律可知,水平分速度vx=$\sqrt{2gLco{s}^{3}α}$; 因小球摆动过程中夹角减小,故小球的水平分速度增大;故A错误;
B、竖直分速度vy=vsinθ=$\sqrt{2gLcosα}$sinθ=$\sqrt{2gLcosα(1-co{s}^{2}α)}$;根据数学规律可知当cosα=$\frac{\sqrt{3}}{3}$时竖直分速度最大;竖直分速度先增大后减小;故C正确;
D、当竖直分速度最大时小球在竖直方向上的合力为零,故此时绳与竖直方向的夹角α、小球所受细绳的拉力FT、小球的重力mg,三者之间满足关系系:FTcosα=mg;故D正确;
故选:CD.
点评 本题考查机械能守恒定律的应用,难点在于数学规律的应用,本题中极值可以采用求导的方法进行分析求解.
练习册系列答案
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9.下列关于物理学史的说法正确的是( )
| A. | 奥斯特发现电流周围存在磁场,并提出分子电流假说解释磁现象 | |
| B. | 牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值,从而使万有引力定律有了真正的使用价值 | |
| C. | 胡克指出,在任何情况下,弹簧的弹力都跟伸长量成正比 | |
| D. | 法拉第发现了电磁感应现象,并提出了判断感应电流方向的方法 |
14.在弹簧测力计的下端悬挂一质量为4kg的物体,拉着物体竖直向上做匀减速直线运动.已知物体的初速度$\sqrt{11}$m/s.末速度为1m/s.加速度大小为$\frac{1}{4}$g.已知g=10m/s2,则以下说法中正确的是( )
| A. | 由于物体只受重力和弹簧的弹力作用.故物体的机械能守恒 | |
| B. | 物体的机械能减少了60J | |
| C. | 物体的机械能增加了60J | |
| D. | 物体的重力势能增加了20J |
2.
如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,且相邻两等势面间的电势差相等.有一正电荷在等势面L3处的动能为14J,运动到L1处的动能为2J.若取L2为零势面,则当此电荷的电势能为10J时它的动能是(不计重力和空气阻力)( )
| A. | -2J | B. | 12J | C. | 16J | D. | -4J |
19.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内存在竖直向下的匀强电场,第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场(未画出).匀强磁场的磁感应强度为B,一个不计重力的带正电粒子从坐标为(0,L)的位置M水平射入电场,经过一段时间后,从坐标为(2L,0)的位置N处进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子从第一次进入磁场到第一离开磁场所经历的时间为( )

| A. | $\frac{πm}{2qB}$ | B. | $\frac{\sqrt{2}πm}{2qB}$ | C. | $\frac{3πm}{2qB}$ | D. | $\frac{3\sqrt{2}πm}{2qB}$ |
20.以下说法正确的是( )
| A. | 发电机、电动机铭牌上所标电压值均为交流电压瞬时值 | |
| B. | 电容器的击穿电压为所加交变电压的最大值 | |
| C. | 交流电压表所测数值为有效值 | |
| D. | 保险丝熔断电流数值为最大值 |