有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°,45°,30°,这些轨道交于O点.现有位于同一竖直线上的三个小物体甲、乙、丙分别沿这三个轨道同时从静止*下滑,如图所示,物体滑到O
问题描述:
有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°,45°,30°,这些轨道交于O点.现有位于同一竖直线上的三个小物体甲、乙、丙分别沿这三个轨道同时从静止*下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是( )
A. 甲最先,乙稍后,丙最后
B. 乙最先,然后甲和丙同时到达
C. 甲、乙、丙同时到达
D. 乙最先,甲稍后,丙最后
答
设斜轨道底边的长度为l,斜面的倾角为α,则斜轨道的长度为:x=
.l cosα
根据牛顿第二定律得,物体下滑的加速度为:a=
=gsinα.mgsinα m
则有x=
at2,1 2
代入数据得:
=l cosα
•gsinα•t21 2
得到:t=t=
=
2l gsinαcosα
4l gsin2α
根据数学知识得知,sin2×60°=sin2×30°,则甲和丙运动的时间相等,同时达到斜轨道的底端O点.
又sin2×45°=1最大,则乙运动时间最短,乙最先到达O点,故B正确.
故选:B