問題詳情:
將質量爲2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質量爲m的環,環套在豎直固定的光滑直杆上,光滑的輕小定滑輪與直杆的距離爲d,杆上的A點與定滑輪等高,杆上的B點在A點下方距離爲d處.現將環從A處由靜止釋放,不計一切摩擦阻力,下列說法正確的是()
A. 環到達B處時,重物上升的高度h=
B. 環到達B處時,環與重物的速度大小之比爲
C. 環從A到B,環減少的機械能等於重物增加的機械能
D. 環能下降的最大高度爲
【回答】
考點: 功能關係;機械能守恆定律.
分析: 環剛開始釋放時,重物由靜止開始加速.根據數學幾何關係求出環到達B處時,重物上升的高度.對B的速度沿繩子方向和垂直於繩子方向分解,在沿繩子方向上的分速度等於重物的速度,從而求出環在B處速度與重物的速度之比.環和重物組成的系統,機械能守恆.
解答: 解:A、根據幾何關係有,環從A下滑至B點時,重物上升的高度h=d﹣d,故A錯誤;
B、對B的速度沿繩子方向和垂直於繩子方向分解,在沿繩子方向上的分速度等於重物的速度,有:v環cos45°=v重物,則v環:v重物=:1,故B錯誤.
C、環下滑過程中無摩擦力做系統做功,故系統機械能守恆,即滿足環減小的機械能等於重物增加的機械能;故C正確.
D、設環下滑到最大高度爲h時環和重物的速度均爲0,此時重物上升的最大高度爲 ﹣d,根據機械能守恆有mgh=2mg(﹣d)解得:h=d,故D正確.
故選:CD.
點評: 解決本題的關鍵要掌握系統機械能守恆,知道環沿繩子方向的分速度的等於重物的速度.
知識點:機械能守恆定律單元測試
題型:多項選擇