Question

【題目】如圖所示，圓心在O點(diǎn)、半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直固定在水平桌面上，OC與OA的夾角為60°，軌道最低點(diǎn)A與桌面相切．一足夠長的輕繩兩端分別系著質(zhì)量為m1和m2的兩小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)），掛在圓弧軌道光滑邊緣C的兩邊，開始時m1位于C點(diǎn)，然后從靜止釋放，若m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)．則（　　）

A.兩球速度大小始終相等

B.重力對m1做功的功率不斷增加

C.m1=2m2

D.m1=3m2

Answer 1

【答案】C

【解析】

A. m1由C點(diǎn)下滑到A點(diǎn)過程中，兩球沿繩子方向的速度大小相等；m1由C點(diǎn)滑下去一段后，繩子與圓的切線不重合，而是類似于圓的一根弦線存在，m2一直沿豎直方向上升，所以兩球速度大小不相等，故A項(xiàng)錯誤；

B.重力對m1做功的功率

指的是豎直分速度，m1從C點(diǎn)靜止釋放，所以C點(diǎn)處m1的豎直分速度為零；m1恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)，A點(diǎn)處m1的豎直分速度也為零；從C點(diǎn)到A點(diǎn)過程中，m1的豎直分速度不為零；所以整個過程中m1的豎直分速度從無到有再從有到無，也就是一個先變大后變小的過程，所以重力對m1做功的功率先增大后變小；故B項(xiàng)錯誤；

CD. m1 從C點(diǎn)靜止釋放，恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)，則據(jù)幾何關(guān)系和機(jī)械能守恒得：

解得：

m1=2m2

故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤。