题目内容

20.如图所示,光滑轨道ABCD中BC为圆弧,CD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传动带无缝连接.传送带表面粗糙,以恒定速度v逆时针转动.现将一质量为m的小滑块从轨道上P点由静止释放,则(  )
A.如果P点位置合适,小滑块可能返回到P点
B.无论P点位置在何处,小滑块都不可返回到P点
C.滑块在传动带向右运动的最大距离与释放时P点位置无关
D.滑块在传动带上向右运动的最大距离与传动带速度v无关

分析 如果P点位置合适,使小滑块到达D点时速度小于等于v,滑块在传送带上受到向左的摩擦力做匀减速直线运动,速度减为0之后在摩擦力的作用下向左做匀加速运动,根据动能定理可知小滑块可以返回P点,当滑块恰好速度等于0时,向右运动的距离最大,与传送带速度速度无关.

解答 解:A、如果P点位置合适,使小滑块到达D点时速度小于等于v,则滑块在传送带上先做匀减速后做匀加速,返回D点时,速度大小不变,根据动能定理可知小滑块可以返回P点,故A正确,B错误;
C、滑块在传动带向右做匀减速在线运动,速度减为0时,运动位移最大,运动的最大距离,则最大位移与到达D点的速度有关,而到达D点速度与释放时P点位置有关,与传送带速度v无关,故C错误,D正确;
故选:AD

点评 本题综合考查了动能定理、和牛顿第二定律的直接应用,解决本题的关键理清物体的运动过程,知道物体的运动规律,结合动能定理、牛顿第二定律和运动学公式进行求解.

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