题目内容

(2011?太原模拟)在竖直平面内.一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y=2.5cos(kx+
2
3
π)
(m),式中k=1m-1.将一质量为lkg的光滑小环套在该金属杆上,在P(-
π
6
,0)
点给小环以平行于杆、大小为10m/s的初速,让小环沿杆向+x方向运动,取g=10m/s2.关于小环的运动,下列说法正确的是(  )
分析:对小环进行受力分析,小环受重力和金属杆对小环的弹力.由于环是光滑小环,弹力对小环不做功,所以小环运动过程中只有重力做功,小环运动过程中机械能守恒.由机械能守恒定律求解小环的速度.
解答:解:
A、金属杆对小环的弹力与小环的速度方向始终垂直,所以金属杆对小环不做功.故A正确.
B、对小环进行受力分析,小环受重力和金属杆对小环的弹力,将重力分解,小环实际合力方向斜向下,即小环的实际加速度方向也是斜向下.因此小环在水平方向也有了分加速度,所以小环沿x轴方向的分运动不可能是匀速运动.故B错误.
C、根据机械能守恒得:
1
2
m
v
2
0
=mgh+
1
2
mv2
,h=2.5m,代入解得,v=5
2
m/s
.故C正确.
D、由机械能守恒得:
1
2
m
v
2
0
=-mghQ+
1
2
m
v
2
Q
,hQ=-2.5m,代入解得,vQ=5
6
m/s
.故D错误.
故选AC
点评:本题的背景比较复杂,是非常规问题,实际上就是一个是光滑轨道物体机械能守恒的问题,属于高起点,低落点的类型.
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