如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心,D是圆环上与M

发布时间:2020-08-13 08:40:03

如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点,竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心,D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于CM).已知在同一时刻,a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点;c球由C点自由下落到M点;d球从D点静止出发沿圆环运动到M点.则A.c球最先到达M点B.b球最先到达M点C.a球最先到达M点D.d球比a球先到达M点

网友回答

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解析分析:对于abc小球,根据几何关系分别求出各个轨道的位移,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀变速直线运动的位移时间公式求出运动的时间,从而比较出到达M点的先后顺序;对于D球,单摆模型,根据单摆的周期公式求出运动的时间.

解答:对于AM段,位移x1=R,加速度,根据得,.
对于BM段,位移x2=2R,加速度a2=gsin60°=,根据得,.
对于CM段,位移x3=R,加速度a3=g,由x3=得,.
对于D小球,做类似单摆运动,.知t3最小,t2最大.故A、D正确,B、C错误.
故选AD.

点评:解决本题的关键根据牛顿第二定律求出各段的加速度,运用匀变速直线运动的位移时间公式和单摆周期公式进行求解.
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