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.
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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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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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