题目内容

19.如图所示,斜面体固定在水平地面上,用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两小滑块,它们静止于两斜面等高处,轻绳均与斜面平行,甲、乙可看成质点,不计一切摩擦(sin37°=0.6,sin53°=0.8).若剪断轻绳,下列说法正确的是(  )
A.甲、乙下滑到地面过程所用时间之比3:4
B.甲、乙下滑到斜面底端时的速度大小之比4:3
C.甲、乙下滑到斜面底端时重力的功率之比为1:1
D.甲、乙下滑到地面过程中重力做功相等

分析 分别对物体受力分析,由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比;由机械能守恒可求得落地的速度,根据牛顿第二定律得出加速度之比,结合速度时间公式求出速度之比.由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比.

解答 解:AB、两物体位于相同高度,剪断轻绳,让两物体从静止开始沿斜面滑下,两物体运动过程中只有重力做功,落地高度相同,根据机械能守恒定律,得
   mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,解得 v=$\sqrt{2gh}$,所以到达斜面底端时两物体速率相等.
根据牛顿第二定律得,加速度a=gsinθ,解得加速度之比 gsin37°:gcos37°=3:4,根据 t=$\frac{v}{a}$知,所用的时间之比为4:3,故A、B错误.
C、没有剪断细绳时,由平衡条件可得,mgsin37°=mgsin53°,则m:m=4:3,根据P=mgvcos(90°-θ)=mgvsinθ,因为质量之比为4:3,sinθ之比为3:4,则重力的功率之比为1:1,故C正确.
D、质量之比为4:3.根据W=mgh知,重力做功之比为4:3,故D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键知道两物体的质量关系,知道瞬时功率和平均功率的区别,掌握这两种功率的求法.

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