选择题6.0分
物理

3.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自由下滑,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

正确答案及相关解析

正确答案

B

解析

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:

根据牛顿第二定律得,物体下滑的加速度为

则有

代入数据得:

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。

sin2×45°=1最大,则乙运动时间最短,乙最先到达O点,故ACD错误;B正确。

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律的应用。

解题思路

根据牛顿第二定律得到物体下滑的加速度大小与斜面倾角的关系,用斜轨道底边长度表示物体的位移,由位移公式比较三个物体运动的时间,确定到达O点的先后。

易错点

因为底面的长度相等,应设底面的长度为l,用底面的长度表示斜边的长度。