如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则( )
A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3
C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0),用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则( )
A.t1<t2<t3 B.t1>t2>t3
C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
答案:D
解析:小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的加速度可认为是由重力沿斜面方向的分力产生的,设轨迹与竖直方向夹角为θ,由牛顿第二定律知
mgcosθ=ma①
设圆心为O,半径为R,由几何关系得,滑环由开始运动至d点的位移x=2Rcosθ②
由运动学公式得x=at2③
由①②③联立解得t=2
小圆环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关,故t1=t2=t3.