如圖所示,圓心在O點(diǎn)、半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直固定在水平桌面上,C端裝有輕質(zhì)定滑輪,OC與OA的夾角為60°,軌道最低點(diǎn)A與桌面相切.一足夠長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著質(zhì)量為m1和m2的兩小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),掛在圓弧軌道邊緣C的定滑輪兩邊,開始時(shí)m1位于C點(diǎn),然后從靜止釋放.不計(jì)一切摩擦.則(    )
A.在m1由C點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過程中兩球速度大小始終相等
B.在m1由C點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過程中重力對(duì)m1做功的功率先增大后減少
C.若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn),則m1=2m2
D.若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn),則m1=3m2
BC

試題分析:球m1沿圓弧運(yùn)動(dòng),其速度方向?yàn)閳A弧的切線方向,由于繩不可伸長(zhǎng),因此球m2的速度大小應(yīng)等于球m1的速度沿繩方向的分量大小,球m1速度的另一個(gè)分量則為垂直于球m1與C點(diǎn)連線(繩)方向,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)瞬時(shí)功率的表達(dá)式可知,球m1的重力對(duì)m1做功的功率為P=m1gvy,其中vy是指球m1的瞬時(shí)速度沿豎直方向的分量,在C點(diǎn)處兩球速度都為零,即球m1的重力對(duì)m1做功的功率為零,在A點(diǎn)時(shí),球m1的速度為水平方向,因此其豎直分量為零,即球m1的重力對(duì)m1做功的功率也為零,而在C到A之間的任一位置,P≠0,故選項(xiàng)B正確;在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn),則當(dāng)球m1到達(dá)A點(diǎn)時(shí),兩球的速度都為零,故在A、C兩點(diǎn)處,球m1減少的重力勢(shì)能等于球m2增加的重力勢(shì)能,有:m1gR(1-cos60°)=m2gR,解得:m1=2m2,故選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某人從高為h的地方以初速度v0向某一方向迅速拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體,該物體著地時(shí)的速度為v0.求:
(1)人在拋出物體時(shí)所做的功.
(2)物體在空中運(yùn)動(dòng)過程中,克服空氣阻力所做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,細(xì)線的一端固定于O點(diǎn),另一端系一小球。在水平拉力作用下,小球以恒定速率在O點(diǎn)下方的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在小球經(jīng)A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是
A.拉力保持不變B.拉力逐漸增大
C.拉力的瞬時(shí)功率保持不變D.拉力的瞬時(shí)功率逐漸增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一質(zhì)量為800kg的電動(dòng)汽車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為18m/s,利用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)汽車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v,并描繪出F — 圖象,圖中AB、BC均為直線。若電動(dòng)汽車行駛過程中所受的阻力恒定,由圖象可知下列說法正確的是(   )

A.電動(dòng)汽車由靜止開始一直做變加速直線運(yùn)動(dòng)
B.電動(dòng)汽車的額定功率為10.8kW
C.電動(dòng)汽車由靜止開始經(jīng)過2s,速度達(dá)到6m/s
D.電動(dòng)汽車行駛中所受的阻力為600N

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)“綠色奧運(yùn)”是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的三大理念之一,奧運(yùn)會(huì)期間在各比賽場(chǎng)館使用新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車,負(fù)責(zé)接送比賽選手和運(yùn)輸器材,在檢測(cè)某款電動(dòng)車性能的某次實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為8×102kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為15m/s,利用傳感器測(cè)得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v,并描繪出圖象(圖中AB、BO均為直線),假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受的阻力恒定,求此過程中

(1)電動(dòng)車的額定功率;
(2)電動(dòng)車由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,速度達(dá)到2m/s
(3)若過B點(diǎn)后16s達(dá)到最大速度,則電動(dòng)車所走的總路程是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)三峽水力發(fā)電站是我國最大的水力發(fā)電站,三峽水庫二期蓄水后,水位落差約135m,水的流量約1.35×104m3/s,船只通航需要約3.5×103m3/s的流量,其余流量全部用來發(fā)電.已知水的密度為1.0×103kg/m3,g取10m/s2,水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí),水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能.
(1)按照以上數(shù)據(jù)估算三峽發(fā)電站的發(fā)電功率.
(2)設(shè)三口之家的生活用電的平均功率為0.5kW,如果三峽電站全部用于城市生活用電,它大約可以滿足多少個(gè)百萬人口城市的生活用電?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車的質(zhì)量為5×103 kg,運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍。
(1)若汽車以恒定功率啟動(dòng),汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)5m/s時(shí)的加速度多大?
(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng)。則這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分) 一輛汽車質(zhì)量為,從靜止開始起動(dòng),沿水平面前進(jìn)了米后,就達(dá)到了最大行駛速度,設(shè)汽車的牽引功率保持不變,所受阻力為車重的倍.求:
汽車的牽引力功率;
汽車從靜止到剛好開始勻速運(yùn)動(dòng)的過程中牽引力做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某汽車以額定功率在水平路面上行駛,空載時(shí)的最大速度為v1,裝滿貨物后的最大速度為v2,已知汽車空車的質(zhì)量為m0,汽車所受的阻力跟車重成正比,則汽車后來所裝貨物的質(zhì)量是 (   )
A.B.C.D.

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