(10分)如圖所示,一輕繩通過無摩擦的定滑輪與放在傾角為30°的光滑斜上的物體m1連接,另一端和套在光滑豎直桿上的物體m2連接,圖中定滑輪到豎直桿的距離為m,又知當(dāng)物體m2由圖中位置(連接m2的輕繩此時(shí)水平)從靜止開始下滑1m時(shí),m1和m2受力恰好平衡。試求:(g取10 m/s2

(1)m2下滑過程中的最大速度。
(2)m2下滑的最大距離。
(1)2.15m/s    (2)=2.31m
本題考查連接體問題中的動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,m2下滑過程中受到繩子的拉力、桿的彈力、和重力作用,m1受到繩子的拉力、支持力、重力作用,由繩子對(duì)m2和m1的拉力大小相等,繩子的拉力與兩物體重力的關(guān)系可求得兩物體的質(zhì)量之比,以系統(tǒng)作為一個(gè)整體為研究對(duì)象,整個(gè)系統(tǒng)沒有摩擦力作用,機(jī)械能守恒,列出公式,以m2為研究對(duì)象把速度進(jìn)行分解,沿著繩子方向的分速度為m1上升時(shí)的速度
① m2下滑1米時(shí),由幾何關(guān)系可知θ=300  
② 對(duì)m2、m1進(jìn)行受力分析,由平衡條件可知
③   
④   
⑤ 解得: 
⑥ 以m1、m2構(gòu)成得系統(tǒng)為研究對(duì)象,由于只有重力
⑦ 做功,所以機(jī)械能守恒
⑧    
⑨             
⑩ 聯(lián)立解得: 
? ②令m2下滑得最大距離為H,由系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得
      
  
? 解得:H=2.3m
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

某幼兒園的滑梯如圖所示,其中AB段為一傾角為的粗糙斜面,BC段為一段半徑為R的光滑圓弧,其底端切線沿水平方向.若一兒童自A點(diǎn)由靜止滑到C點(diǎn)時(shí),對(duì)C點(diǎn)的壓力大小為其體重的n倍,已知A與B、B與C間的高度差分別為h1、h2,重力加速度為g,求:

(1)兒童經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)兒童與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

半徑為R的光滑圓環(huán)軌道豎直放置,一質(zhì)量為m的小球恰能在此圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球在軌道最低點(diǎn)處對(duì)軌道的壓力大小為
A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

不加磁場(chǎng),一個(gè)帶負(fù)電荷的物體從粗糙的斜面頂端滑到斜面底端時(shí)的速度為v1;加上垂直于紙面向外的水平方向的磁場(chǎng)時(shí),如圖所示,物體從斜面頂端滑到底端時(shí)的速度為v2,則(   )
A.v2一定大于 v1B.v2一定小于v1
C.v2可能等于v1D.v2可能小于v1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖2所示,半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面上,場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與環(huán)面平行。一電量為+q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上,可沿環(huán)作無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng),若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí),速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直,且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用,試計(jì)算:

(1)小球運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度的位置(半徑與豎直方向成的角度θ用字母表示)
(2) 速度vA的大;
(3)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí),對(duì)環(huán)在水平方向的作用力。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,長(zhǎng)l="1.25" m、質(zhì)量M="8" kg的平板車靜止在光滑水平面上,車的左端放一質(zhì)量m="2" kg的木塊,它與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.今以水平恒力F="10" N拖木塊在車上滑行,物體最終從車的右端滑落.木塊在車上滑動(dòng)過程中,問:

(1)拉力對(duì)木塊做了多少功?
(2)小車和木塊各獲得多大動(dòng)能?
(3)摩擦產(chǎn)生多少熱量?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕線一端,線的另一端固定為O點(diǎn),它們處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)的方向水平向右,場(chǎng)強(qiáng)的大小為E. 已知電場(chǎng)對(duì)小球的作用力的大小等于小球的重力. 現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場(chǎng)強(qiáng)方向平行,然后由靜止釋放小球.已知小球在經(jīng)過最低點(diǎn)的瞬間,因受線的拉力作用,其速度的豎直速度突變?yōu)榱,水平分量沒有變化,(不計(jì)空氣阻力)則小球到達(dá)與P1點(diǎn)等高的P2時(shí)線上張力T為多少(   )
A.mgB.3mg
C.4mgD.5mg

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

靜止在粗糙水平面上的物塊A受方向始終水平向右的拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng),4s時(shí)停下,其速度—時(shí)間圖象如圖所示,若物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,則下列判斷正確的是(  )
A.全過程拉力做的功等于零
B.全過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功
C.從t = 1s到t = 3s這段時(shí)間內(nèi)拉力不做功
D.從t = 1s到t = 3s這段時(shí)間內(nèi)拉力的功率保持不變,該功率為整個(gè)過程的最大值

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(11分)如圖8所示,豎直固定放置的斜面DE與一光滑的圓弧軌道ABC相連,C為切點(diǎn),
圓弧軌道的半徑為R,斜面的傾角為θ.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊從D點(diǎn)無初速下滑,滑塊可在斜面和圓弧軌道之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),已知圓弧軌道的圓心O與A、D在同一水平面上,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求:

(1)滑塊第一次至左側(cè)AC弧上時(shí)距A點(diǎn)的最小高度差h.
(2)滑塊在斜面上能通過的最大路程s.

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