高中 | 绳、杆的关联速度问题 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.1 曲线运动

绳、杆的关联速度问题

如图所示,在固定的光滑水平杆上,质量为$2m$的物体$P$用细线跨过光滑的定滑轮连接质量为$3m$的物体$Q$,用手托住$Q$使整个系统静止,此时轻绳刚好拉直,且$AO=L$$OB=h$$AB\lt BO'$,重力加速度为$g$。现由静止释放$Q$,让$P$$Q$开始运动,则下列说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

当物体$P$运动到$B$处时,此时物体$P$速度最小,物体$Q$速度最大

","

在物体$P$向右运动过程中,物体$P$的动能一直增大,物体$Q$的机械能一直减小

","

物体$Q$质量不变,物体$P$质量越大,运动过程中所能达到的最大动能也越大

","

物体$P$运动的最大速度为$\\sqrt{3g(L-h)}$

"]
[["D"]]

$\rm A$、在$P$物体从$A$滑到$B$的过程中,细线的拉力对$P$做正功,$P$的速度增大。$P$$B$向右运动的过程中,细线的拉力对$P$做负功,$P$的速度减小,所以$P$运动到$B$点时速度最大,此时$Q$的速度为$0$,故$A$错误;

$B$$P$物体从$A$滑到$B$的过程中,细线的拉力对$P$做正功,$P$的速度增大。$P$$B$向右运动的过程中,细线的拉力对$P$做负功,$P$的速度减小,$P$的动能先增大后减小,由整体机械能守恒,$Q$的机械能先减小后增大,故$\rm B$错误;

$\rm C$、由$A$$B$系统的机械能守恒得:$E_{k}=m_{Q}g(L-h)$,所以$Q$的质量不变,动能不变,故$\rm C$错误;

$\rm D$、由$A$$B$系统的机械能守恒得:$3mg(L-h)=\dfrac{1}{2} \times 2mv^{2}$,可得$P$运动的最大速度为$v=\sqrt{3g(L-h)}$,故$\rm D$正确。

应选:$\rm D$

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如图所示,在固定的光滑水平杆上,质量为的物体用细线跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体,用手托住使整个系统静止,此时轻绳刚好拉直,且,,,重力加速度为。现由静止释放,让、开始运动,则下列说法正确的是 如图所示,、两球分别套在两光滑的水平直杆上,两球通过一轻绳绕过一定滑轮相连,两杆和定滑轮在同一竖直面内。现在球以速度向左匀速移动,某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为、,则下列说法中正确的是 如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为的滑块连接,穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块和重物连接起来,重物的质量,把滑块从图中点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过、两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知与水平面的夹角,长为,与垂直,不计滑轮的摩擦力,重力加速度为,,,滑块从到的过程中,下列说法正确的是 如图所示,当小车向左运动,物体向上做匀速直线运动。图示时刻,小车的速度大小为。下列说法正确的是 如图所示,钓鱼在收尾阶段,鱼已经浮在水面不再挣扎,钓鱼者以恒定速率收鱼线(钓鱼者和鱼竿视为不动),鱼线与水平面的夹角为,以下说法正确的是 如图所示,在固定的光滑水平杆上,质量为的物体用细线跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体,用手托住使整个系统静止,此时轻绳刚好拉直,且,,,重力加速度为。现由静止释放,让、开始运动,则下列说法正确的是
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