高考真题
1.(2015·新课标全国Ⅱ)(多选)
如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上.a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g,则( )
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
解析:
设某一时刻a、b速度分别为va、vb,则vacosθ=vbsinθ.当a落到地面时,θ=90°,cosθ=0,故vb为0,可知a下落过程中b先加速后减速,轻杆对b先做正功后做负功,A错误.轻杆对a的力先为支持力后为拉力,故a的加速度先小于g后大于g,C错误.由于a、b系统只有重力和系统内杆的弹力做功,故a、b机械能守恒,a落地时b速度为零,由机械能守恒定律得mgh=mv,得va=.B正确.当a机械能最小时,b的机械能最大,即动能最大,此时F杆=0,故FN=mg,D正确.