问题 选择题

某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律,现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放,在甲、乙图的两种斜面中,通过一定的判断分析,你可以得到的正确结论是(  )

A.甲图中,小球在两个斜面上运动的时间相同

B.甲图中,小球在两个斜面上运动的加速度相同

C.乙图中,小球在两个斜面上运动的时间相同

D.乙图中,小球在两个斜面上运动的加速度相同

答案

(1)在甲图中:

对小球进行受力分析,受到重力和支持力,合力提供加速度,根据牛顿第二定律可知:

运动的加速度为a=gsinθ

设高度为h,则斜面的长度为

h
sinθ

根据匀加速直线运动,位移-时间公式可知:

h
sinθ
=
1
2
at2

t=

2h
g(sinθ)2

甲图中两个斜面倾角不等,故小球在两个斜面上运动的时间和加速度都不相同,故A、B错误;

(2)在乙图中:

对小球进行受力分析,受到重力和支持力,合力提供加速度,根据牛顿第二定律可知:

运动的加速度为a=gcosθ

两个斜面倾角不等,所以加速度不相同,故D错误;

设底边长为h,则斜面的长度为

h
sinθ

根据匀加速直线运动,位移-时间公式可知:

h
sinθ
=
1
2
at2

t=

2h
gsinθcosθ

当θ分别为30°和60°时,sinθcosθ相等,故时间相等,C正确.

故选C.

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