有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53°,杆上套着一个质量为m=2kg的滑块A(可视为质点).用不可伸长的轻...
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问题详情:
有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为 53°,杆上套着一个质量为m= 2kg 的滑块 A(可视为质点).用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg 的物块B通过光滑的定滑轮相连接,细绳因悬挂B而绷紧,此时滑轮左侧轻绳恰好水平,其长度m,P点与滑轮的连线同直杆垂直(如图所 示).现将滑块A从图中O点由静止释放,(整个运动过程中 B不会触地,g=10m/s2).下列说法正确的是
A.滑块A运动到 P点时加速度为零
B.滑块A由O点运动到P点的过程中机械能增加
C.滑块A经过 P点的速度大小为5m/s
D.滑块A经过P点的速度大小为m/s
【回答】
BC
【详解】
A.滑块A运动到P点时,垂直于杆子的方向受力平衡,合力为零;沿杆子方向,重力有沿杆向下的分力mgsin53°,根据牛顿第二定律得:
mgsin53°=ma
a=gsin53°
故A错误.
B.滑块A由O点运动到P点的过程中,绳子的拉力对滑块A做正功,其机械能增加;故B正确.
CD.由于图中杆子与水平方向成53°,可以解出图中虚线长度:
所以滑块A运动到P时,A下落
B下落
当A到达P点与A相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零,则B的速度为零,以两个物体组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得:
解得
故C正确,D错误.
故选BC.
【点睛】
加速度根据牛顿第二定律研究,机械能的变化根据除重力以外的力做功情况进行判断,都是常用的思路.关键在于判断出滑块A滑到P点时,绳子在竖直杆子方向的速度为零,即B的速度为零.
知识点:运动的合成与分解
题型:选择题