题目内容
19.| A. | A球的最大速度为2$\sqrt{gL}$ | |
| B. | A球的速度最大时,两小球的总重力势能最小 | |
| C. | A球的速度最大时,A杆与竖直方向的夹角为37° | |
| D. | 当B球第一次摆到最高点时,B杆与水平方向的夹角为37° |
分析 AB两个球组成的系统机械能守恒,但对于单个的球来说机械能是不守恒的,根据系统的机械能守恒列式可以求得AB之间的关系,同时由于AB是同时转动的,它们的角速度的大小相同.
解答 解:根据题意知两球的角速度相同,线速度之比为VA:VB=ω•2l:ω•l=2:1;
当OA与竖直方向的夹角为θ时,由机械能守恒得:
2mg•2lcosθ-3mg•l(1-sinθ)=$\frac{1}{2}$•2mVA2+$\frac{1}{2}$•3mVB2,
解得:VA2=$\frac{8}{11}$gl(4sinθ+3cosθ)-$\frac{24}{11}$gl,
由数学知识知,当θ=37°时,4sinθ+3cosθ有最大值,故选项C正确;
最大值为:VA=$\sqrt{\frac{72}{55}gL}$m/s,所以A错误.
由机械能守恒可知,两球总重力势能最小时,二者的动能最大,所以B正确;
D、当B球第一次摆到最高点时,速度为零,设与水平方向夹角为α,
则3mg(L-Lsinα)=2mg•2Lcosα,解得α=90°,故D错误;
故选:BC
点评 本题中的AB的位置关系并不是在一条直线上,所以在球AB的势能的变化时要注意它们之间的关系,在解题的过程中还要用到数学的三角函数的知识,要求学生的数学基本功要好,本题有一定的难度.
练习册系列答案
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10.
如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有质量分别为lkg和2kg的小球A和B,且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.3m.现让两球从静止开始自由下滑,最后都进入到上方开有细槽的足够长的光滑圆管中,不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失,不计空气阻力,g取10m/s2.则下列说法中正确的有( )
| A. | 从开始下滑到A进入圆管整个过程,小球A与地球两者组成的系统机械能守恒 | |
| B. | 在B球进入水平圆管前,小球B与地球组成系统机械能增加 | |
| C. | 在B球进入水平圆管前,小球A与地球组成系统机械能守恒 | |
| D. | 从开始下滑到A进入圆管整个过程,轻杆对B球做功1J |
7.
如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为B,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间,金属杆的速度趋近于一个最大速度vm,则( )
| A. | 如果B增大,vm将变大 | B. | 如果α变大,vm将变大 | ||
| C. | 如果R变大,vm将变大 | D. | 如果m变小,vm将变大 |
14.如图1所示,某学生实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究做功与物体速度变化的关系”的实验:

(1)实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车速度变化的关系.
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及如图1所示的器材.若要完成该实验,必需的实验器材还有天平、刻度尺.
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.
③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是D(填字母代号).
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.

实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N.
各计数点到O的距离为x,对应时刻小车的瞬时速度为V,小车所受拉力做的功为W.请补填表中空格(结果保留小数点后四位).
(3)为了验证猜想,请根据(2)中收集的数据在图3的坐标系中作出最能直观反映W与V之间关系的图象.
(1)实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车速度变化的关系.
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及如图1所示的器材.若要完成该实验,必需的实验器材还有天平、刻度尺.
②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.
③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是D(填字母代号).
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图2所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.
实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N.
各计数点到O的距离为x,对应时刻小车的瞬时速度为V,小车所受拉力做的功为W.请补填表中空格(结果保留小数点后四位).
| 计数点 | x/m | V/(m•s-1) | V2/(m2•s-2) | W/J |
| A | 0.1550 | 0.5560 | 0.3091 | 0.0310 |
| B | 0.2160 | 0.6555 | 0.4297 | 0.0432 |
| C | 0.2861 | 0.7550 | 0.5700 | 0.0572 |
| D | 0.3670 | 0.8570 | 0.7344 | 0.0734 |
| E | 0.4575 | |||
| F | 0.5575 | 1.051 | 1.105 | 0.1115 |
| G | 0.6677 | 1.150 | 1.323 | 0.1335 |
4.
如图甲所示电路中,电感为L的线圈与电流表A串联后接在交流电源上,当电路中通过如图乙所示正弦式交变电流时,下列说法中正确的是( )
| A. | 电流表读数为5A | |
| B. | L越大,电感对交流电阻碍作用越大 | |
| C. | t=2×10-2s时,线圈中自上而下电动势最小 | |
| D. | t=5×10-3s时,线圈中电流的磁场最强 |
11.
教材“实验”的理解(参见图),正确的是( )
| A. | 静电感应只有对于导体才能产生 | |
| B. | 枕形导体内部的自由电子受C上正电荷的吸引而向左移动 | |
| C. | 枕形导体的A端箔片和B段箔片带有同种电荷 | |
| D. | 如果C球是导体,它也会受到枕形导体的感应,致使其电荷分布发生改变 |