2．如圖所示，長為2L的輕質桿兩端固定質量分別為m和2m的兩小球P、Q，桿可繞中點的軸O在豎直平面內無摩擦轉動．若給靜止于最高點的P球一初速度，使P、Q兩球在豎直面內做圓周運動．不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（　�。�
A．Q球在運動過程中機械能守恒
B．P從最高點運動到最低點過程中桿對其做功為2mgL
C．Q到達最高點時桿對其作用力的最小值大小為2mg
D．為使P、Q兩球能夠做圓周運動，P球的初速度不能小于2$\sqrt{gL}$

分析 Q球剛開始運動時，速度增大，動能增大，重力勢能也增大，機械能增大，把P和Q看成一個整體，整體只有重力做功，機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律判斷桿對P做功的正負以及P球的最小初速度，Q點運動到最高點，合外力提供向心力，根據(jù)向心力公式判斷桿子作用力的大小．

解答 解：A、Q球剛開始運動時，速度增大，動能增大，重力勢能也增大，則機械能增大，所以機械能不守恒．故A錯誤；
B、把P和Q看成一個整體，整體只有重力做功，機械能守恒，Q從最低點到最高點的過程中，機械能增大，則P從最高點運動到最低點過程中機械能減小，所以桿對P一定做負功，故B錯誤；
C、Q點運動到最高點，合外力提供向心力，則有：T+mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$，
當v=$\sqrt{gL}$時，桿子的作用力為零，故C錯誤；
D、把P和Q看成一個整體，整體只有重力做功，機械能守恒，當Q到達最高點速度剛好為零時，P球的初速度最小，根據(jù)機械能守恒定律得：$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}+mg•2L=2mg•2L+0$
解得：${v}_{0}=2\sqrt{gL}$，故D正確．
故選：D

點評 本題主要考查了機械能守恒定律以及向心力公式的應用，要注意桿對小球可以是拉力，可以是支持力，要注意對小球的受力分析，明確單個小球機械能不守恒．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，放在通電螺線管內部中間處的小磁針，靜止時N極指向右端，則（　�。�
A．電源c端為負極B．電源c端為正極
C．通電螺線管的a端是N極D．通電螺線管的a端是S極

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，半徑為R的光滑半圓形軌道固定在豎直面內．小球A、B質量分別為m、km（k為大于1的待定常數(shù)）．A球從左邊與圓心等高處P點由靜止開始沿軌道下滑，與靜止于軌道最低點的B球相撞以后，兩球又會同時回到最低點再次發(fā)生碰撞，碰撞中無機械能損失，已知從最低點開始運動到最高點再回到最低點所用的時間只與初速度有關，重力加速度為g．試求常數(shù)k的大小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示空間中有一足夠長的水平絕緣板MN，在板的正上方有垂直于紙面向里的磁感應強度大小為B的勻強磁場，現(xiàn)有一個質量為m，帶電量為q的帶正電的粒子以速度v從板上的E點豎直向上進入磁場，粒子每次打到板上后速度方向與原方向相反，速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话�，帶電粒子的電量不變，粒子出發(fā)后第二次與擋板碰撞經(jīng)歷的時間和距出發(fā)點的距離分別為（不計粒子受到的重力）（　�。�
A．$\frac{2πm}{qB}$，$\frac{4mv}{qB}$B．$\frac{2πm}{qB}$，$\frac{3mv}{qB}$C．$\frac{3πm}{2qB}$，$\frac{4mv}{qB}$D．$\frac{3πm}{2qB}$，$\frac{3mv}{qB}$

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，活塞A可在汽缸內無摩擦自由滑動，但不漏氣，活塞質量不計，橫截面積為2厘米2，當活塞靜止不動時，活塞距汽缸底部10厘米，現(xiàn)用4牛的恒力豎直向上拉活塞，活塞向上移動2.5厘米后靜止，設溫度不變，求原來封住汽缸內氣體壓強．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．某課題研究小組的同學收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈等元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件：一是定值電阻R0（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA），另外在操作臺上還準備了如下所列的實驗器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻RV約為4.0kΩ）
B．電流表A1（量程100mA，電阻RA1約5Ω）
C．電流表A2（量程2mA，電阻RA2約50Ω）
D．滑動變阻器R1（0～40Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R2（0～999.9Ω）
F．開關一只、導線若干

（1）為了測量定值電阻R0的阻值，小組的一位成員設計了如圖1所示的電路圖，所選取的相應器材（電源用待測的鋰電池）均標在了圖上，在其設計的電路或器材選取中僅有一處不妥，你認為是哪一處，請寫在下列橫線上：用A2替換A1．
（2）①（在實際操作過程中，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R1、電流表A1、A2均已損壞，現(xiàn)要用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內電阻r，請在如圖2方框中畫出你所設計的測量電路（電路要標明相應的器材）；
②為了便于分析，一般采用線性圖象處理實驗數(shù)據(jù)，請在下列橫線上寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數(shù)關系式：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$（1+$\frac{r}{{R}_{2}}$）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．如圖所示，粗細均勻豎直放置的玻璃管中，P為一小活塞，有一段水銀柱將封閉在玻璃管中的空氣分成上、下兩部分，活塞和水銀柱都靜止不動．現(xiàn)在用力向下壓活塞，使得活塞向下移動一段距離L，同時水銀柱將向下緩慢移動一段距離為H，其中溫度不變，則有（　�。�
A．L＞HB．L＜HC．L=HD．無法判斷

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．光在科學技術、生產和生活中有著廣泛的應用，下列符合實際應用的是（　�。�
A．在光導纖維束內傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象
B．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的衍射現(xiàn)象
C．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
D．各種光均會發(fā)生偏振現(xiàn)象

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

12．如圖所示，一驗電器與鋅板相連，在A處用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定偏角．此時鋅板帶正電．（填“正”或“負”）．使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉．那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針無（填“有”或“無”）偏轉．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案