Question

1．如圖所示，傾角30°、高為L(zhǎng)的固定斜面底端與水平面平滑相連，質(zhì)量分別為3m、m的兩個(gè)小球A、B用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩連接，A球置于斜面頂端．現(xiàn)由靜止釋放A、B兩球，B球與弧形擋板碰撞過程時(shí)間極短無機(jī)械能損失，且碰后只能沿斜面下滑，兩球最終均滑到水平面上．已知重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，則（　�。�

• A． A球剛滑至水平面時(shí)的速度大小為$\frac{5}{2}\sqrt{gL}$
• B． B球剛滑至水平面時(shí)的速度大小為$\frac{{\sqrt{3gL}}}{2}$
• C． 兩小球在水平面上不可能相撞
• D． 在A球沿斜面下滑的過程中，輕繩對(duì)B球先做正功，后不做功

Answer 1

分析 AB兩組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；由機(jī)械能守恒可求得A球滑至水平面時(shí)的速度大��；分析兩球的運(yùn)動(dòng)過程可知輕繩對(duì)B球的做功情況．

解答 解：A、從A球開始下滑到A球落地的過程中，AB兩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A球剛滑至水平面時(shí)有：3mgL-mgLsin30°=$\frac{1}{2}$（4m）v²
解得：v=$\frac{\sqrt{5gL}}{2}$，故A錯(cuò)誤；
B、A球滑到水平面后，A球的速度不再變化，而B球受重力的作用，速度增大，此時(shí)A對(duì)B不再有力的作用；對(duì)B球由機(jī)械能守恒可知
  mgLsin30°=$\frac{1}{2}$mv′²-$\frac{1}{2}$mv²，解得B球最終滑到水平面上時(shí)，B球的速度為 v′=$\frac{3\sqrt{2gL}}{4}$．故B錯(cuò)誤；
C、B球滑到水平面上，由于B球的速度大于A球的速度，故兩球最終一定會(huì)相撞；故C錯(cuò)誤；
D、由題意可知，開始時(shí)，B球動(dòng)能增加，說明輕繩對(duì)B球做正功；當(dāng)A球落地后，A對(duì)B沒有拉力，則A球?qū)�B球不再做功，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題考查機(jī)械能的守恒定律的應(yīng)用，在應(yīng)用機(jī)械能守恒的過程中，一定還要分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，正確選取初末狀態(tài)．