如图所示,一固定杆与水平方向夹角θ,将一质量m1的小环A套在杆上,将质量为m2的小球B通过轻绳悬挂在环下,然后由静止释放,环沿杆下滑,稳定后悬绳与竖直方向成β角(β不

发布时间:2020-08-11 07:05:44

如图所示,一固定杆与水平方向夹角θ,将一质量m1的小环A套在杆上,将质量为m2的小球B通过轻绳悬挂在环下,然后由静止释放,环沿杆下滑,稳定后悬绳与竖直方向成β角(β不为零)且保持不变,则对于系统稳定后,下列说法中正确的是A.环与小球可能一起做匀速运动B.若θ=β,则环与小球加速度α=gsinθC.若m1不变,则m2越大,β越小D.由题给条件可判断,一定有0<β≤θ

网友回答

BD
解析分析:对小球受力分析,竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,所以B一定不是平衡状态,稳定后悬绳与竖直方向成β角(β不为零)且保持不变,说明小球的合外力沿杆子向下的方向,对整体受力分析后可求出加速度a,所以小球的加速度也是a,然后对重力和拉力进行合成后可小球的加速度a,利用加速度相等建立关系讨论.

解答:A:对小球受力分析,竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,所以B一定不是平衡状态,故A错误.
对整体受力分析如图:(当杆光滑时)

所以:合力为:(m1+m2)gsinθ,由牛顿第二定律得:
a=gsinθ
对小球受力分析如图:

对小球由牛顿第二定律得:
m2gsinθ-Tsin(θ-β)=m2a
解得:θ=β,选项B正确.
若杆不光滑,对整体受力分析如图:

所以:y方向:N=(m1+m2)gcosθ
合力为:(m1+m2)gsinθ-f=(m1+m2)gsinθ-μ(m1+m2)gcosθ,由牛顿第二定律得:
a=gsinθ-μgcosθ<gsinθ
对小球受力分析如图:

因为小球的加速度也要小于gsinθ,所以β<θ,但一定要在竖直方向右边,所以β>0
故:有摩擦力时,0<β<θ
综上所述:无摩擦时:β=θ;有摩擦时:0<β<θ
所以有:0<β≤θ,故D正确.
故选:BD

点评:本题其实是牛顿运动定律的应用,连接体问题,思路就是先整体后隔离,难度不小.
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