题目内容

如图,从竖直面上大圆(直径d)的最高点A,引出两条不同的光滑轨道,端点都在大圆上,同一物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,则(  )
分析:物体沿不同光滑斜面下滑的过程中,到达底端的动能完全由重力势能转化的.而重力势能的增加是由重力做功决定,对于同一物体,高度决定了重力做功的多少.至于机械能则是动能与重力势能之和,由于在下滑过程中,只有重力,所以机械能守恒;对于下滑的时间可由运动学公式,根据受力分析确定加速度大小,并由几何关系来确定位移大小,从而算出所用的时间.
解答:解:
A、同一物体从静止到达底端的动能,由动能定理可知,重力做功的不一样,所以它们到达底端的动能不同.故A错误;
B、同一物体从不同的光滑斜面下滑,重力做功的多少由高度决定,由于高度的不一,所以重力做功也不相同,故B错误;
C、同一物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,由于均是光滑斜面,所以只有重力做功,因此机械能守恒.取静止释放处为零重力势能,则两者机械能相等.故C正确;
D、对物体在斜面上受力分析,由牛顿第二定律可求得,a=gcosα;根据运动学公式x=
1
2
at2
可得,2Rcosα=
1
2
gcosα?t2
,因此下滑时间与斜面的倾角无关,只与圆弧的半径及重力加速度有关,故D正确;
故选CD.
点评:考查能量的转化题目,一定要看清是不是光滑的表面,这点关系到有没有能量的损失.同时将牛顿第二定律与运动学公式相综合,得出运动的时间与倾角无关.
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