如圖，質(zhì)量為M的圓柱形木棒豎直放置，在其頂部套有質(zhì)量為m的薄鐵環(huán)，當(dāng)棒和環(huán)有相對運(yùn)動時(shí)，棒和環(huán)之間有大小恒為kmg（k＞1）的摩擦力．現(xiàn)突然在棒下端給棒一個(gè)很大的沖擊力，使棒在瞬間具有豎直向上的初速度v0．若要求鐵環(huán)在木棒落地前不滑離木棒．
（1）此木棒的長度L不得少于多少？
（2）求棒上升的最大高度．

解：（1）鐵環(huán)的加速度，方向豎直向上．
木棒的加速度，方向豎直向下．
則環(huán)相對木棒的加速度a=．
木棒的長度至少應(yīng)等于環(huán)相對木棒的最大位移，L=．
（2）環(huán)棒速度相等時(shí)有：
對鐵環(huán)有：v=a1t
對木棒有：v=v0-a2t
由以上各式得，v==
設(shè)此時(shí)木棒上升的最大高度為h1，以木棒初速度方向?yàn)檎较?br/>
得
環(huán)棒速度相同后一起向上做勻減速運(yùn)動

則棒上升的最大高度h=．
答：（1）此木棒的長度L不得少于．
（2）棒上升的最大高度為．
分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出鐵環(huán)和木棒的加速度，抓住相對加速度，根據(jù)相對末速度為零，結(jié)合速度位移公式求出木板的至少長度．
（2）根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求出環(huán)和棒速度相等時(shí)上升的高度，然后一起向上做勻減速直線運(yùn)動，通過速度位移公式求出一起勻減速運(yùn)動的位移，從而得出上升的最大高度．
點(diǎn)評：本題考查了牛頓第二定律的運(yùn)動學(xué)公式的綜合運(yùn)用，對學(xué)生能力要求較高，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（Ⅰ）如圖1甲所示，包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛，蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動．測得記號之間的距離依次為20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：
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①圖1乙中的
 
端是圓柱體的懸掛端（填“左”或“右”）；
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD=
 
m/s； 圓柱棒豎直下落的加速度為
 
m/s2
（Ⅱ）要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：
A：待測電壓表（量程6V，內(nèi)阻約3KΩ）；
B：電流表（量程3A，內(nèi)阻約為0.01Ω）；
C：定值電阻（阻值R=2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）；
D：電源（電動勢約為4.5V，但不知其準(zhǔn)確值，內(nèi)阻不計(jì)）；
E：開關(guān)兩只，導(dǎo)線若干．現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路，請你選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)可行的電路，利用這個(gè)電路完成測量電壓表的內(nèi)阻，要求測量盡可能準(zhǔn)確．
①你所選電路是
 
（填序號）
②根據(jù)你所選電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量
 
．
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-9-8所示，將包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷掛圓柱的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖5-9-9所示.測得記號之間的距離依次為26 mm、42 mm、58 mm、74 mm、90 mm、106 mm.已知馬達(dá)銘牌上有“1 440 r/min”字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒.由以上內(nèi)容回答下列問題（g取10 m/s2）：

圖5-9-8

圖5-9-9

（1）毛筆畫的線距時(shí)間間隔T=__________，上圖中圓柱棒的__________端是懸掛端（填“左”或“右”）.

（2）根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時(shí)，圓柱棒下落速度vC=_________，畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落速度vD=_________，動能的變化量為__________，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化_________，由此可得出結(jié)論為__________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖2-3-17所示，將包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷掛圓柱的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖2-3-18所示.測得記號之間的距離依次為26 mm、42 mm、58 mm、74 mm、90 mm、106 mm.已知馬達(dá)銘牌上有“1 440 r/min”字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒.由以上內(nèi)容回答下列問題（g=10 m/s2）：

圖2-3-17

圖2-3-18

（1）毛筆畫的線距時(shí)間間隔T=__________，上圖中圓柱棒的__________端是懸掛端.（填“左”或“右”）

（2）根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時(shí)，圓柱棒下落速度vC=__________，畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落速度vD=__________，動能的變化量為__________，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化________________，由此可得出結(jié)論為___________________________.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

（Ⅰ）如圖1甲所示，包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛，蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動．測得記號之間的距離依次為20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：

精英家教網(wǎng)

①圖1乙中的______端是圓柱體的懸掛端（填“左”或“右”）；
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD=______m/s； 圓柱棒豎直下落的加速度為______m/s2
（Ⅱ）要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：
A：待測電壓表（量程6V，內(nèi)阻約3KΩ）；
B：電流表（量程3A，內(nèi)阻約為0.01Ω）；
C：定值電阻（阻值R=2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）；
D：電源（電動勢約為4.5V，但不知其準(zhǔn)確值，內(nèi)阻不計(jì)）；
E：開關(guān)兩只，導(dǎo)線若干．現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路，請你選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)可行的電路，利用這個(gè)電路完成測量電壓表的內(nèi)阻，要求測量盡可能準(zhǔn)確．
①你所選電路是______（填序號）
②根據(jù)你所選電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量______．
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式______．

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科目：高中物理 來源：2011年9月理科綜合物理實(shí)驗(yàn)（一）（解析版） 題型：填空題

（Ⅰ）如圖1甲所示，包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛，蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號，如圖乙所示，設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動．測得記號之間的距離依次為20.0mm，44.0mm，68.0mm，92.0mm，116.0mm，140.0mm，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣，根據(jù)以上內(nèi)容，回答下列問題：

①圖1乙中的    端是圓柱體的懸掛端（填“左”或“右”）；
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD=    m/s； 圓柱棒豎直下落的加速度為    m/s2
（Ⅱ）要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材：
A：待測電壓表（量程6V，內(nèi)阻約3KΩ）；
B：電流表（量程3A，內(nèi)阻約為0.01Ω）；
C：定值電阻（阻值R=2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）；
D：電源（電動勢約為4.5V，但不知其準(zhǔn)確值，內(nèi)阻不計(jì)）；
E：開關(guān)兩只，導(dǎo)線若干．現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路，請你選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)可行的電路，利用這個(gè)電路完成測量電壓表的內(nèi)阻，要求測量盡可能準(zhǔn)確．
①你所選電路是    （填序號）
②根據(jù)你所選電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量    ．
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式    ．

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