(20分)如圖所示,物塊A的質(zhì)量為M,物塊B、C的質(zhì)量都是m,都可以看作質(zhì)點,且mM<2m。AB、BC用不可身長的輕線通過輕滑輪相連,A與地面用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接,物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離相等,假設(shè)C物塊落地后不反彈。若物塊A距滑輪足夠遠,且不計一切阻力。則:

(1)若將BC間的輕線剪斷,求A下降多大距離時速度最大;
(2)若BC間的輕線不剪斷,將物塊A下方的輕彈簧剪斷后,要使物塊B不與物塊C相碰,則Mm應(yīng)滿足什么關(guān)系?(不計物塊BC的厚度)
(1)A下降的距離為xx1x2=時速度最大
(2)當(dāng)Mm時,B物塊將不會與C相碰。
(1)因為mM<2m,所以開始時彈簧處于伸長狀態(tài),其伸長量x1,則
(2mM)gkx1····················································································································· (2分)
x1g······················································································································ (1分)
若將BC間的輕線剪斷,A將下降B將上升,當(dāng)它們的加速度為零時A的速度最大,此時彈簧處于壓縮狀態(tài),其壓縮量x2,則
(Mm)gkx2······················································································································· (2分)
x2g······················································································································· (1分)
所以,A下降的距離為xx1x2=時速度最大··································································· (2分)
(2)A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒,設(shè)BC、C與地面的距離均為L,A上升L時,A的速度達到最大,設(shè)為v,則
2mgLMgL=(M+2m)v2 ·································································································· (4分)
當(dāng)C著地后,AB兩物塊系統(tǒng)機械能守恒。
B恰能與C相碰,即B物塊再下降L時速度為零,此時A物塊速度也為零,則
MgLmgL=(Mm)v2········································································································ (4分)
解得:Mm···················································································································· (3分)
由題意可知,當(dāng)Mm時,B物塊將不會與C相碰。············································(1分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

固定的軌道ABC如圖,其中水平軌道AB與半徑為R的1/4光滑圓弧軌道BC相連接,AB與圓弧相切于B點.質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的P點,它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為=0.25,PB=2R.用大小等于2mg的水平恒力推動小物塊,當(dāng)小物塊運動到B點時,立即撤去推力.(小物塊可視為質(zhì)點.)
  (1)求小物塊沿圓弧軌道上升后,可能達到的最大高度H
 。2)如果水平軌道AB足夠長,試確定小物塊最終停在何處?

 
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在不光滑的平面上,質(zhì)量相等的兩個物體A、B間用一輕彈簧相連接,現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上,從靜止開始經(jīng)一段時間后,A、B一起做勻加速直線運動,當(dāng)它們的總動能為Ek時撤去水平力F,最后系統(tǒng)停止運動,從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運動的過程中,系統(tǒng)(   )
                            
①克服阻力做的功等于系統(tǒng)的動能Ek
②克服阻力做的功大于系統(tǒng)的動能Ek
③克服阻力做的功可能小于系統(tǒng)的動能Ek
④克服阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量
A.①②B.③④C.②④D.①④

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

在一次抗洪搶險活動中,解放軍某部運用直升機搶救一重要落水物體,在靜止在空中的直升機上用電動機通過懸繩將物體從離飛機90m處的洪水中吊到機艙里,已知物體的質(zhì)量為80kg,吊繩的拉力不能超過1200N,電動機的額定輸出功率為12kW,為盡快把物體安全救起,操作人員采取的辦法是:先讓吊繩以最大的拉力工作一段時間,達額定功率后電動機以額定功率工作,當(dāng)物體到達機艙時它達到最大速度。(g=10m/s2
  求:(1)落水物體剛到達機艙時的速度;
   。2)這一過程所用的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,細繩繞過兩個定滑輪A和B,在兩端各掛一個重為P的物體,現(xiàn)在A、B的中點C處掛一個重為Q的小球,Q<2P,求小球可能下降的最大距離h。已知AB的長為2L,不計滑輪和繩之間的摩擦力及繩的質(zhì)量。
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電容器固定在一個絕緣座上,絕緣座放在光滑水平面上,平行板電容器板間的距離為d,右極板上有一小孔,通過孔有一左端固定在電容器左極板上的水平絕緣光滑細桿,電容器極板以及底座、絕緣桿總質(zhì)量為M,給電容器充電后,有一質(zhì)量為m的帶正電小環(huán)恰套在桿上以某一初速度v0對準小孔向左運動,并從小孔進入電容器,設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場分布。帶電環(huán)進入電容器后距左板的最小距離為0.5d,試求:     
(1)帶電環(huán)與左極板相距最近時的速度v;
(2)此過程中電容器移動的距離s。
(3)此過程中能量如何變化?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,粗糙斜面與光滑水平面通過半徑可忽略的光滑小圓弧平滑連接,斜面傾角α=37°,A、B是兩個質(zhì)量均為 m=1㎏的小滑塊(可視為質(zhì)點),C為左端附有膠泥的質(zhì)量不計的薄板,D為兩端分別連接BC的輕質(zhì)彈簧.薄板、彈簧和滑塊B均處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)滑塊A置于斜面上且受到大小F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用時,恰能向下勻速運動.現(xiàn)撤去F,讓滑塊A從斜面上距斜面底端L=1m處由靜止下滑,若取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)求滑塊A到達斜面底端時的速度大小v1
(2)滑塊AC接觸后粘連在一起(不計此過程中的機械能損失),求此后兩滑塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)在相互作用過程中,彈簧的最大彈性勢能Ep

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個正三角形支架,在A處固定質(zhì)量為2m的小球;B處固定質(zhì)量為m的小球,支架懸掛在O點,可繞過O點與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動.開始時OB與地面相垂直,放手后開始運動.在無任何阻力的情況下,下列說法中正確的是(   )

①A球到達最低點時速度為零
②A球機械能減小量等于B球機械能增加量
③B球向左擺動所能達到的最高位置應(yīng)高于A球開始運動的高度
④當(dāng)支架從左向右回擺時,A球一定能回到起始高度
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

以下說法中正確的是(  )
A.物體做勻速直線運動,它的機械能一定守恒
B.物體所受合力的功為零,它的機械能一定守恒
C.物體所受合力不等于零,它的機械能可能守恒
D.物體所受合力等于零,它的機械能可能守恒

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