如圖所示,在光滑的水平地面上有一個表面光滑的立方體M,一輕杆L與水平地面成角,輕杆的下端用光滑鉸鏈連線於O點,...
問題詳情:
如圖所示,在光滑的水平地面上有一個表面光滑的立方體M,一輕杆L與水平地面成角,輕杆的下端用光滑鉸鏈連線於O點,O固定於地面上,輕杆的上端連線質量為m的小球,小球靠在立方體左側,立方體右側受到水平向左推力F的作用。整個裝置處於靜止狀態。若現在撤去水平推力F,則下列說法中正確的是( )
A.在小球和立方體分離前,小球速率等於立方體速率
B.小球和立方體分離時小球加速度為零
C.小球在落地的瞬間和立方體分離
D.小球和立方體分離時小球只受重力
【回答】
D
【分析】
小球一方面隨著立方體向右運動,一方面豎直向下運動,將小球的速度沿著水平方向和豎直方向正交分解,可以得到小球在水平方向的分速度;再對整體在水平方向上應用牛頓第二定律分析。
【詳解】
A.將小球的運動分解為水平方向和豎直方向,小球水平方向的速度與立方體的速度相等:
根據圖中分解速度可知:
小球的速率大於立方體的速率,故A錯誤;
B.二者分離時,小球做圓周運動,加速度不為零,故B錯誤;
C.分離瞬間小球速度水平分量等於立方體的速度,所以立方體會在小球落在水平地面之前離開小球,故C錯誤;
D.分離瞬間,小球與物塊在*力方向上的速度和加速度相同,也就是水平方向上小球和物塊的加速度相同,物塊的加速度為0,小球在水平方向上的加速度也為0,那麼杆對小球的作用力為0,所以小球只受重力,故D正確。
【點睛】
掌握運動的合成與分解是解決本題的關鍵。
知識點:運動的合成與分解
題型:選擇題
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