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如图所示,将质量M=1kg的重物B悬挂在轻绳的一端,并放置在倾角为30°、固定在水平地面的斜面上,轻绳平行于斜面,B与斜面间的动摩擦因数μ=33.轻绳跨过质量不计的光滑定滑轮,其另一端

题目详情

如图所示,将质量M=1kg的重物B悬挂在轻绳的一端,并放置在倾角为30°、固定在水平地面的斜面上,轻绳平行于斜面,B与斜面间的动摩擦因数μ=

3
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.轻绳跨过质量不计的光滑定滑轮,其另一端系一质量m=0.5kg的小圆A.圆环在竖直固定的光滑直杆上,滑轮中心与直杆的距离为L=4m,现将圆环A从与定滑轮等高处由静止释放,不计空气阻力,直杆和斜面足够长,取g=10m/s2,下列判断正确的是(  )
作业搜

A. 圆环下降的过程中,轻绳的张力大小始终等于10N

B. 圆环能下降的最大距离为Hm=

16
3
m

C. 圆环速度最大时,轻绳与直杆的夹角为30°

D. 若增加圆环质量使m=1kg,再重复题述过程,则圆环在下降过程中,重力做功的功率一直在增大

▼优质解答
答案和解析
A、由题可知A先向下做加速运动,后做减速运动,所以B也是先加速后减速,而B受到的重力、支持力和摩擦力都保持不变,所以绳子对B的拉力必定是变化的.故A错误;
B、设m下降的最大距离为Hm
则M上升是距离为H1=(
H
2
m
+L2
-L)sin30° 
根据机械能守恒定律得
 mgHm=MgH1   
m下滑到最大处的机械能为 E=-mgHm  
解⑥⑦⑧得Hm=
16
3
m.故B正确;
C、在下滑过程中当m处于平衡状态时速度最大,则此时M的加速度也是0,绳子的拉力等于重力向下的分力与摩擦力的和,即:
T=Mgsin30°+μMgcos30°=1×10×0.5+
3
3
×1×10×
3
2
=10N
设拉A的绳子与竖直方向的夹角是θ,则竖直方向:
Tcosθ=mg
代入数据得:θ=60°.故C错误;
D、若增加圆环质量使m=1kg,再重复题述过程,则圆环的重力大于B受到的重力向下的分力与摩擦力的和,圆环将一直向下做加速运动,所以重力做功的功率一直增大.故D正确.
故选:BD
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