【題目】如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛質量為M的小車,其左側有半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB,軌道最低點B與水平軌道BC相切,整個軌道處于同一豎直平面內,將質量為m的物塊(可視為質點)從A點無初速釋放,物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出。己知重力加速度為g,小物塊與BC部分的動摩擦因數(shù)為,空氣阻力可忽略不計。關于物塊從A位置運動至C位置的過程,下列說法中正確的是

A.小車和物塊構成的系統(tǒng)動量守恒

B.摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和為零

C.物塊的最大速度為

D.小車發(fā)生的位移

【答案】D

【解析】

A. 小車和物塊組成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零,水平方向動量守恒,系統(tǒng)整體所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,故A項與題意不相符;

B. 摩擦力對物塊和軌道BC所做功的代數(shù)和等于摩擦力與相對位移的乘積,摩擦力做功的代數(shù)和不為零,為:-mgR,故B項與題意不相符;

C. 如果小車固定不動,物塊到達水平軌道時速度最大,由機械能守恒定律得:

解得:

現(xiàn)在物塊下滑時,小車向左滑動,物塊的速度小于,故C項與題意不相符;

D. 小車與物塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,物塊下滑過程,以向右為正方向,由動量守恒定律得

水平方向動量守恒在任何時候都成立,因此有

兩邊乘時間有

因最后兩物體共速,因此有

由能量守恒可得

解得

解得:

D項與題意相符。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地面上,質量為m的光滑小球P在水平外力F的作用下處于靜止狀態(tài),P和圓心O的連線與水平面的夾角為θ.現(xiàn)將力F在豎直面內沿順時針方向緩慢地轉過90°,框架與小球始終保持靜止狀態(tài).在此過程中,下列說法正確的是(重力加速度為g)

A.框架對小球的支持力先減小后增大

B.F的最小值為mgcosθ

C.地面對框架的摩擦力先減小后增大

D.框架對地面的壓力先增大后減小

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A. 繩的右端上移到b,繩子拉力變小`

B. 將桿N向右移一些,繩子拉力變大

C. 繩的兩端高度差越小,繩子拉力越大

D. 若換掛質量更大的衣服,則衣服架懸掛點右移

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A.該光電管陰極材料的逸出功為

B.若加在光電管兩端的正向電壓為U,則到達陽極A的光電子的最大動能為

C.若將滑片P向右滑動,則電流計G的示數(shù)一定會小斷增大

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A.線框abef進入磁場過程中的加速度不斷減小

B.線框abef進入磁場過程中所產(chǎn)生的焦耳熱為

C.整個過程中線框abef損失的機械能等于線框abef克服安培力所做的功

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A.物體以的加速度加速下滑

B.物體仍沿斜劈勻速下滑

C.地面對斜劈的摩擦力水平向左

D.地面對斜劈的摩擦力為零

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C. 粒子在A處的電勢能小于在C處的電勢能

D. A、C兩點的電勢差大于B、D兩點間的電勢差

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