Question

某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律，现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放，在甲、乙图的两种斜面中，通过一定的判断分析，你可以得到的正确结论是(    )

A．甲图中小球在两个斜面上运动的时间相同

B．甲图中小球下滑至底端的速度大小与方向均相同

C．乙图中小球在两个斜面上运动的时间相同

D．乙图中小球下滑至底端的速度大小相同

Answer 1

C

试题分析：小球在斜面上运动的过程中只受重力mg和斜面的支持力N作用，做匀加速直线运动，设斜面倾角为θ，斜面高为h，底边长为x，根据牛顿第二定律可知，小球在斜面上运动的加速度为：a＝gsinθ，根据匀变速直线运动规律和图中几何关系有：s＝，s＝＝，解得小球在斜面上的运动时间为：t＝＝，根据机械能守恒定律有：mgh＝，解得小球下滑至底端的速度大小为：v＝，显然，在甲图中，两斜面的高度h相同，但倾角θ不同，因此小球在两个斜面上运动的时间不同，故选项A错误；小球下滑至底端的速度大小相等，但方向沿斜面向下，不同，故选项B错误；在乙图中，两斜面的底边长x相同，但高度h和倾角θ不同，因此小球下滑至底端的速度大小不等，故选项D错误；又由于在乙图中两斜面倾角θ的正弦与余弦的积相等，因此小球在两个斜面上运动的时间相等，故选项C正确。