题目内容
10.| A. | 小环下滑过程中小环和重物组成的系统机械能守恒 | |
| B. | 当小环下落d的距离到达B点时,它的速度与重物上升速度大小之比为$\sqrt{2}$ | |
| C. | 重物上升的最大高度为$\frac{2d}{3}$ | |
| D. | 重物从开始运动到上升到最高的过程中,轻绳的张力始终大于2mg |
分析 由机械能守恒的条件判断是否守恒;由小环加速下落可知重物加速上升,再根据牛顿第二定律即可求解;结合重物上升的高度应等于绳子缩短的长度,以及小环在沿绳子的方向速度与重物速度相等,然后将小环的速度沿绳子与垂直于绳子方向正交分解即可.
解答 解:
A、环和重物组成的系统,只有重力做功,系统的机械能是守恒的.故A正确.
B、环到达B时,绳子收缩的长度等于重物上升的高度,所以h=($\sqrt{2}$-1)d=0.414d.
B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,即v=$\sqrt{2}{v}_{重物}$.故B正确;
C、小球m向下运动到最低点时,2m上升到最大高度,此时二者的速度都是0,设m向下的位移为h1,2m上升的距离为h2,则:
${h}_{2}=\sqrt{{d}^{2}+{h}_{1}^{2}}-d$
根据系统的机械能守恒得:
2mgh1=mgh2
联立解得:${h}_{2}=\frac{2}{3}d$.故C正确;
D、重物从开始运动到上升到最高的过程中先向上做加速运动,后向上做减速运动,所以是先超重后失重,轻绳的张力先大于2mg,后小于2mg.故D错误.
故选:ABC
点评 解决本题时应明确:①对与绳子牵连有关的问题,物体上的高度应等于绳子缩短的长度;②物体的实际速度即为合速度,应将物体速度沿绳子和垂直于绳子的方向正交分解,然后列出沿绳子方向速度相等的表达式即可求解.
练习册系列答案
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20.
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