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6.用三根輕桿做成一個邊長為L的等邊三角形框架,在其中兩個頂點處各固定一個小球A和B,質量分別為2m和m.現(xiàn)將三角形框架的第三個頂點懸掛在天花板上O點,框架可繞O點自由轉動.有一水平力F作用在小球A上,使OB桿恰好靜止于豎直方向,則撤去F后(不計一切摩擦)( 。
A.小球A和B線速度始終相同
B.小球A向下擺動的過程機械能守恒
C.小球A向下擺到最低點的過程中速度先增大后減小
D.OB桿向左擺動的最大角度大于60°

分析 線速度是矢量,只有大小和方向都相同才相同.根據機械能守恒的條件分析A的機械能是否守恒.根據質心位置的變化,判斷A的機械能怎樣變化.對系統(tǒng),運用機械能守恒定律求解OB桿向左擺動的最大角度

解答 解:A、在裝置向下擺動過程中,A和B線速度大小相等,但它們的方向都沿圓周的切線方向,方向不同,所以線速度不同.故A錯誤.
B、小球A和B組成的系統(tǒng)在運動過程中,只有兩個球的重力做功,系統(tǒng)機械能守恒,B的機械能增大,根據機械能守恒定律可知A的機械能減小,故B錯誤.
C、A與B組成的系統(tǒng)的質心靠近A,當質心到達最低點時,系統(tǒng)的重力勢能最小,兩球的動能最大,速度最大,而此時A還沒有到達最低點,所以小球A向下擺到最低點的過程中速度先增大后減小,故C正確.
D、根據系統(tǒng)機械能守恒得知:當系統(tǒng)的質心到達左側等高位置時,OB桿向左擺動角度達到最大,由于質心靠近A球,所以由幾何關系可知:OB桿向左擺動的最大角度大于60°.故D正確.
故選:CD.

點評 本題運用等效思維的方法分析系統(tǒng)的質心位置的變化是關鍵,也可以運用機械能守恒列式,進行定量列式分析.

練習冊系列答案
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