2017年高考江苏卷(物理)-动能定理

2017年08月21日 浏览:
2017年高考江苏卷

如图所示,三个小球A、B、C的质量均为m,A与B、C间通过铰链用轻杆连接,杆长为L,B、C置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°,A、B、C在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g.则此下降过程中

A.A的动能达到最大前,B受到地面的支持力小于mg

B.A的动能最大时,B受到地面的支持力等于mg

C.弹簧的弹性势能最大时,A的加速度方向竖直向下

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D.弹簧的弹性势能最大值为mgL

答案

A,B

解析

当A的动能最大时,设B和C受到地面的支持力大小均为F,此时整体在竖直方向受力平衡,可得2F=3mg,所以;通过受力分析可知在A的动能达到最大前一直是加速下降,处于失重情况,所以B受到地面的支持力小于,选项AB正确;当A达到最低点时动能为零,此时弹簧的弹性势能最大,A的加速度方向向上,选项C错误;当A下落的高度为:h=Lsin60-Lsin30°,根据功能关系可知,小球A的机械能全部转化为弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性势能最大值为,故D错误;故本题选:AB

考查方向

本题考查了动能定理的应用;共点力平衡的条件及其应用;牛顿运动定律的应用-超重和失重等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与能量守恒定律等知识点交汇命题。

解题思路

由题意可知当A的动能最大时受力平衡,根据平衡条件求解地面支持力,根据超重失重现象分析A的动能达到最大前,B受到地面的支持力大小;根据功能关系分析弹簧的弹性势能最大值;

易错点

本题的关键分析出小球A在运动过程中的受力情况,当处于平衡位置时,合外力为0,受力平衡,当加速度方向向下时处于失重状态,当加速度方向向上时属于超重状态;