問題詳情:
如圖所示,豎直平面內固定兩根足夠長的細杆L1、L2,兩杆分離不接觸,且兩杆間的距離忽略不計.兩個小球a、b(視爲質點)質量均爲m,a球套在豎直杆L1上,b杆套在水平杆L2上,a、b透過鉸鏈用長度爲的剛*輕杆連接,將a球從圖示位置由靜止釋放(輕杆與L2杆夾角爲45°),不計一切摩擦,已知重力加速度爲g.在此後的運動過程中,下列說法中正確的是
A.a球和b球所組成的系統機械能守恆
B.b球的速度爲零時,a球的加速度大小一定等於g
C.b球的最大速度爲
D.a球的最大速度爲
【回答】
AC
【解析】
A.a球和b球組成的系統沒有外力做功,只有a球和b球的動能和重力勢能相互轉換,因此a球和b球的機械能守恆,故A正確;
B.當再次回到初始位置向下加速時,b球此時刻速度爲零,但a球的加速度小於g,故B錯誤;
C.當杆L和杆L1平行成豎直狀態,球a運動到最下方,球b運動到L1和L2交點的位置的時候球b的速度達到最大,此時由運動的關聯可知a球的速度爲0,因此由系統機械能守恆有:
得:
故C正確;
D.當輕杆L向下運動到杆L1和杆L2的交點的位置時,此時杆L和杆L2平行,由運動的關聯可知此時b球的速度爲零,有系統機械能守恆有:
得:
此時a球具有向下的加速度,因此此時a球的速度不是最大,a球將繼續向下運動到加速度爲0時速度達到最大,故D錯誤.
知識點:機械能守恆定律
題型:選擇題