问题 选择题

如图所示,有一个正方形ABCD,E、F分别为BC和CD的中点,有一个小球从A点由静止开始沿着三个光滑斜面AC、AE、AF分别下滑到C、E、F三点,所用时间依次表示为t1、t2、t3,则(  )

A.t1>t2>t3

B.t2>t1>t3

C.t3>t1>t2

D.以上判断均不正确

答案

设正方形的边长为l,斜面AC、AE、AF与AD的夹角分别为θ1、θ2、θ3,根据几何关系可知:AC=

2
l、AE=AF=
5
2
l

根据牛顿第二定律得:a1=

mgsi1
m
=5
2
m/s,a2=
mgsi2
m
=4
5
m/s,a3=
mgsi3
m
=2
5
m/s

小球沿斜面AC、AE、AF做匀加速直线运动,根据运动学基本公式得:

x=

1
2
at2

解得:t=

2x
a

所以t1=

2
2
l
5
2
=
2l
5
t2=
5
l
4
5
=
l
4
t3=
5
l
2
5
=
l
2

所以t3>t1>t2

故选C

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