问题 多选题

如图,固定的光滑斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块刚着地过程中两物块(  )

A.速率的变化量不同

B.运动时间不同

C.重力势能变化量不同

D.重力做功的平均功率相同

答案

剪断轻绳后A做自由落体,B沿斜面以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动,

A、根据动能定理令AB距地面高度为h,则A、B在落地的过程中都只有重力做功,即mgh=

1
2
mv2-0⇒v=
2gh
,即AB着地过程中速率变化量相同,故A错误;

B、令AB开始距地面高度为h,则根据自由落体知A运动时间tA=

2h
g
,而B运动时间满足
h
sinθ
=
1
2
gsinθ
t2B
tB=
2h
gsin2θ
,即AB运动时间不同,故B正确;

C、重力势能的变化量等于重力所做的功,根据AB开始时静止根据受力分析和平衡有mAg=mBgsiθ可得mA<mB,故从相同高度落地时,重力做功不等重力势能的变化量不同,故C正确;

D、令开始始时AB距地面的高度为h,由BC分析知,重力对A做功的平均功率为PA=

mAgh
tA
=
mAgh
2h
g
PB=
mBgh
1
sinθ
2h
g
=
mBghsinθ
2h
g
,又因为mAg=mBgsiθ,所以重力做功的平均功率相同,故D正确.

故选BCD.

单项选择题
单项选择题