题目内容

4.如图所示,甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动,在水平轨道AB上运动时,两小球的速度均为5米/秒,相距10米,水平轨道AB和水平轨道CD的高度差为1.2米,水平段与斜坡段间均有光滑小圆弧连接,且两小球在运动中始终未脱离轨道,关于两小球在轨道CD上的运动情况,下列说法正确的是(  )
A.两小球在水平轨道CD上运动时仍相距10米
B.两小球在水平轨道CD上运动时相距14米
C.两小球到达图示位置P点的时间差为2秒
D.两小球到达图示位置P点的时间差为1.43秒

分析 (1)在水平轨道AB上运动时,两小球的速度相同,知道相互之间的距离,可求两球先后到达斜面顶端的时间差,而两球在斜面上的平均速度相同,所以在斜面上的时间相同,进而求出两球先后到达斜面低端的时间差,进一步得出甲乙在CD面上距离;
(2)在水平轨道AB上运动时,两小球的速度相同,知道相互之间的距离,可求两球先后到达斜面顶端的时间差,而两球在斜面上的平均速度相同,所以在斜面上的时间相同,进而求出两球先后到达斜面低端的时间差,而CD表面是光滑的,甲乙速度相同,可求甲乙到达P点的时间间隔.

解答 解:AB、在水平轨道AB上运动时,两小球的速度均为5m/s,相距s=10m,当乙球斜面开始下落后2s甲才到达斜面;两球在斜面上的平均速度相同,在斜面上的时间相同,所以当乙到达斜面低端后2s甲才到达斜面低端,可见当乙在CD面上运动2s后甲才到达CD面,所以甲乙在CD面上距离s=vt=7m/s×2s=14m,故A错误B正确;
CD、在水平轨道AB上运动时,两小球的速度均为5m/s,相距s=10m,当乙球斜面开始下落后2s甲才到达斜面;两球在斜面上的速度相同,在斜面上的时间相同,所以当乙到达斜面低端后2s甲才到达斜面低端,可见当乙在CD面上运动2s后甲才到达CD面,而CD表面是光滑的,甲乙速度相同,所以甲乙到达P点的时间间隔还是2s,故C正确、D错误.
故选:BC.

点评 解决本题的关键知道两球的运动情况相同,通过某点的时间间隔不变,抓住速度大小的变化判断两球之间距离的变化.

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