如图所示,ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,圆周半径为R,b点为圆周的最低点,c点为圆周的最高点.现有两个小滑环A、B分别从a、c处

发布时间:2020-08-11 23:48:56

如图所示,ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,圆周半径为R,b点为圆周的最低点,c点为圆周的最高点.现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放,滑环A经时间t1从a点到达b点,滑环B经时间t2从c点到达d点;另有一小球C从b点以初速度v0=沿bc连线竖直上抛,到达最高点时间为t3,不计一切阻力与摩擦,且A、B、C都可视为质点,则t1、t2、t3的大小关系为A.t1=t2=t3B.t1=t2>t3C.t2>t1>t3D.A、B、C三物体的质量未知,因此无法比较

网友回答

A
解析分析:本题解题的突破口是寻找物体下滑过程中的位移和和加速度,由于他们的运动的路径是圆的一条弦,所以位移可用轨迹与竖直方向的夹角的余弦与圆直径的乘积来表示.然后根据受力分析求出物体所受的合外力,再根据牛顿第二定律求出物体运动的加速度.最后根据运动学公式求出物体运动的时间.

解答:设∠abc=α,则ab=bccosα=2Rcosα
小环在ab上运动时的加速度a1=gcosα
根据S=at12带入数据可得
2Rcosα=gcosαt12
滑环A从a点到达b点的时间t1=2
同理滑环从c点到d点的时间t2=2
小球从b到c的运动根据S=V0t3-gt32
即2R=t3-gt32
解得运动的时间t3=2
所以t1=t2=t3.
故选A.

点评:本题要比较三次运动的时间关系,所以要求运动的位移和加速度,而位移和加速度都与斜面的倾角有关,所以要用斜面的倾角表示位移和加速度.这种思路和方法要注意积累.
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