5.如圖,兩物體質(zhì)量分別為m和2m,滑輪的質(zhì)量和摩擦都不計(jì),開始時(shí)用手托住2m的物體,釋放后,兩物體離地面足夠高.求:
(1)當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度是多少?
(2)當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后細(xì)線上的拉力多大?

分析 (1)該題中的兩個(gè)物體,單獨(dú)分析時(shí),機(jī)械能都不守恒,若把兩個(gè)物體看做一個(gè)系統(tǒng),則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.在2m的物體從靜止開始下降h后,質(zhì)量為m的物體則會(huì)上升h,可求出系統(tǒng)減少的重力勢能為mgh,在此過程中,兩物體的動(dòng)能增加,總動(dòng)能為兩物體的動(dòng)能之和.由機(jī)械能守恒定律列式求解,可求出結(jié)果;
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,結(jié)合牛頓第二定律,即可求解.

解答 解:
(1)細(xì)繩的拉力分別對(duì)質(zhì)量為m的物體和對(duì)質(zhì)量為2m的物體做正功和負(fù)功,所以兩物體各自的機(jī)械能都不守恒,但兩物體構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故以系統(tǒng)為研究對(duì)象
此過程中系統(tǒng)減少的重力勢能為:
△Ep=2mgh-mgh=mgh
此過程中系統(tǒng)增加的動(dòng)能為△Ek=$\frac{1}{2}$mv2+$\frac{1}{2}$(2m)v2=$\frac{3}{2}$mv2;
根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有:
△Ep=△Ek
即:mgh=$\frac{3}{2}$mv2;
解得:v=$\sqrt{\frac{2gh}{3}}$
(2)2m物體的初速度為零,下降h時(shí),速度為$\sqrt{\frac{2gh}{3}}$,做的勻加速直線運(yùn)動(dòng),
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,則有:a=$\frac{{v}^{2}}{2h}$=$\frac{g}{3}$;
對(duì)2m物體受力分析,則有:2mg-T=2ma;
解得:T=2mg-2m×$\frac{g}{3}$=$\frac{4}{3}mg$; 
答:(1)當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度$\sqrt{\frac{2gh}{3}}$;
(2)當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后細(xì)線上的拉力$\frac{4}{3}mg$.

點(diǎn)評(píng) 此題的關(guān)鍵是正確的選取研究對(duì)象和對(duì)系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒的判斷.
判斷機(jī)械能守恒的方法一般有兩種:
①、用做功來判斷,分析物體和物體的受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力和彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機(jī)械能守恒.
②、用能量的轉(zhuǎn)化來判斷,若物體系中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系的機(jī)械能守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.質(zhì)量為6.0kg、溫度為-20℃的冰全部變成30℃的水,后在常溫下(30℃)全部蒸發(fā)為水蒸氣,整個(gè)過程需要吸收多少熱量?(設(shè)水在常溫下的汽化熱為L=2.4×106J/kg,冰的比熱容為2.1×103J/kg•℃,水的比熱容為4.2×103J/kg•℃,冰的熔化熱為λ=3.34×105J/kg)

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16.如圖所示,用輕桿連接一只半徑為R的圓球,輕桿左端的轉(zhuǎn)軸離地距離為h,現(xiàn)要將厚度為h的木塊從球下水平勻速抽出,則所加水平力( 。
A.向左抽較小B.向左、向右抽一樣大
C.向右抽較小D.條件不足無法判斷

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13.如圖所示,不計(jì)電阻的U形導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌寬l=0.5m左端連接電動(dòng)勢E=6V、內(nèi)阻r=0.9Ω的電源和可變電阻R,在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放一電阻為0.1Ω的導(dǎo)體棒MN,并用水平輕繩通過定滑輪吊著質(zhì)量m=20g的中午,整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,改變可變電阻的阻值,在1Ω≤R≤5Ω的取值范圍內(nèi)都能使MN處于靜止,求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.(g取10m/s)

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20.當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量分別為:q、2q,它們之間的距離為r時(shí),它們之間的作用為F0,當(dāng)他們的電量變?yōu)椋?q、4q,它們之間的距離變?yōu)?r時(shí),它們之間的作用力F是F0的多少倍?

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.質(zhì)量分別為m1=2kg和m2=10kg的兩個(gè)物體,以相同的初速度在同一水平面上滑行,兩物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間之比為1:1.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.①甲同學(xué)要描繪一個(gè)標(biāo)有“3.6V,1.2W”的小燈泡的伏安特性曲線,除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有下列器材可供選擇:
電壓表V(量程5V,內(nèi)阻約為5kΩ)
直流電源E(電動(dòng)勢4.5V,內(nèi)阻不計(jì))
電流表A1(量程350mA,內(nèi)阻約為1Ω)
電流表A2(量程150mA,內(nèi)阻約為2Ω)
滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~200Ω)
滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~10Ω)
實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選A1,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2;(填寫器材代號(hào))
以下的四個(gè)電路中應(yīng)選用A進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

②乙同學(xué)利用甲同學(xué)的電路分別描繪了三個(gè)電學(xué)元件的伏安特性曲線,如圖1所示.然后他用圖2所示的電路給三個(gè)元件分別供電,并測出給元件1和元件2供電時(shí)的電流和電壓值,分別標(biāo)在圖3上,它們是A點(diǎn)和B點(diǎn).已知R0=9.0Ω,則該電源的電動(dòng)勢E′=3V,內(nèi)電阻r′=1Ω.這個(gè)電源給元件3供電時(shí),元件3的電功率P=0.20W.(保留兩位有效數(shù)字)

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8.如圖所示,1831年法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動(dòng)變阻器R組成一個(gè)回路,B線圈與開關(guān)S、電流表G組成另一個(gè)回路.通過多次實(shí)驗(yàn),法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是( 。
A.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有a→b的感應(yīng)電流
B.閉合開關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流
C.閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑的過程中,電流表G中有a→b的感應(yīng)電流
D.閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑的過程中,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.在豎直平面內(nèi),以虛線為界分布著如圖所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,其中勻強(qiáng)電場的方向豎直向下,大小為E;勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.虛線與水平線之間的夾角為θ=45°,一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子在O點(diǎn)以速度v0水平射入勻強(qiáng)磁場,已知帶電粒子所帶的電荷量為q,質(zhì)量為m(重力忽略不計(jì),電場、磁場區(qū)域足夠大).求:
(1)帶電粒子第1次通過虛線時(shí)距O點(diǎn)的距離;
(2)帶電粒子從O點(diǎn)開始到第3次通過虛線時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)帶電粒子第4次通過虛線時(shí)距O點(diǎn)的距離.

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