问题 多选题

如图所示,倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接,A球置于斜面顶端.现由静止释放A、B两球,球B与弧形挡板碰撞过程时间极短无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,两球最终均滑到水平面上.已知重力加速度为g,不计一切摩擦,则(  )

A.A球刚滑至水平面时的速度大小为

1
2
5gL

B.B球刚滑至水平面时的速度大小为

1
2
gL

C.两小球在水平面上不可能相撞

D.在A球沿斜面下滑的过程中,轻绳对B球先做正功、后不做功

答案

A、从A球开始下滑到A球落地的过程中,系统的机械能守恒,A到达最低面时B在斜面的中点上:则有:3mgL-mg

L
2
=
1
2
(4m)v2

解得:v=

1
2
5gL
,故A正确;

B、A球滑到水平面后,A球的速度不再变化,而B球受重力的作用,速度增大,此时A对B不再有力的作用;对B球由机械能守恒可知,mg

1
2
L=
1
2
mv′2-
1
2
mv2,解得B球最终滑到水平面上时,B球的速度为
3
2gL
4
,故B错误;

C、B球滑到水平面上,由于B球的速度大于A球的速度,故两球最终一定会相撞;故C错误;

D、由题意可知,开始时,B球动能增加,说明轻绳对B球做正功;当A球落地后,A对B没有拉力,则A球对B球不再做功,故D正确;

故选AD.

单项选择题
单项选择题