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物理必考取一个很轻的圆柱形盒盖.在内侧粘上一个较重的铁球.如图放置在

2024-01-14 07:40:37信息公告697

取一个很轻的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,如图放置在不太陡的斜面上,松开手会发现盒盖向上滚动,关于滚动过程下列说法正确的是nC8物理好资源网(原物理ok网)

A.由于整体上移,滚动过程中整体的重力势能增加nC8物理好资源网(原物理ok网)

B.虽然整体上移,但滚动过程中整体的重力势能不增加nC8物理好资源网(原物理ok网)

C.向上滚动时动能转化为重力势能nC8物理好资源网(原物理ok网)

D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈nC8物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

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试题解析

圆柱形盒盖内侧粘上一个较重的铁球,由于盒盖很轻,质量可以忽略不计,整体质量可以认为集中在铁球上.nC8物理好资源网(原物理ok网)

分析整体的重力势能变化,从重力势能大小的影响因素考虑.nC8物理好资源网(原物理ok网)

圆柱形盒盖可以看出一个杠杆,支点是盒盖和斜面接触点.盒盖在铁球重力作用下向斜面上滚动,当盒盖滚动到时,盒盖由于惯性会再往前滚一端,由于铁球的重力作用,盒盖又会滚到铁球重力作用线和支点在同一条直线上,最终静止在斜面上.nC8物理好资源网(原物理ok网)

解答:盒盖很轻,整体质量集中在铁球上,整体上升时,整体质量不变,但是铁球的重心降低,重力势能减小.nC8物理好资源网(原物理ok网)

整体向上滚动时,铁球的重力势能转化为整体的动能.nC8物理好资源网(原物理ok网)

整体可以看成支点在盒盖和斜面接触点的杠杆,盒盖在铁球重力作用下向斜面上滚动,整体向上只能滚过半圈,由于惯性会继续滚到,但是很快又会滚回到铁球的重力方向和支点在同一条直线的位置,最终静止.nC8物理好资源网(原物理ok网)

故选B.nC8物理好资源网(原物理ok网)

点评:由于盒盖很轻,盒盖和铁球的整体看成质量集中在铁球上的模型,这是很重要的.nC8物理好资源网(原物理ok网)

本题的另一个关键是把盒盖看成一个杠杆.nC8物理好资源网(原物理ok网)