题文
一圆环A套在一均匀圆木棒B上,A的高度相对B的长度来说可以忽略不计.A和B的质量都等于m,A和B之间的滑动摩擦力为f(f<mg).开始时B竖直放置,下端离地面高度为h,A在B的顶端,如图所示.让它们由静止开始自由下落,当木棒与地面相碰后,木棒以竖直向上的速度反向运动,并且碰撞前后的速度大小相等.设碰撞时间很短,不考虑空气阻力,问:在B再次着地前,要使A不脱离B,B至少应该多长?
题型:未知 难度:其他题型
答案
释放后A和B相对静止一起做自由落体运动,设落地时的速度为V1,
由V12=可得,
B着地前瞬间的速度为 v1=,
B与地面碰撞后,A继续向下做匀加速运动,B竖直向上做匀减速运动.它们加速度的大小分别为:
aA=mg-fm 和 aB=mg+fm
B竖直向上做匀减速运动的时间为t1
由V=V0+at1 得 t1=v1aB,
B再次向下运动时,由于B的速度小于A的速度,所以B受得摩擦力仍然向下,加速度于竖直向上运动的加速度相同,
所以再次回到地面时的时间与上升的时间相同,
所以B与地面碰撞后向上运动到再次落回地面所需时间为 t=2v1aB
在此时间内A的位移 x=v1t+12aAt2
要在B再次着地前A不脱离B,木棒长度L必须满足条件 L≥x
联立以上各式,解得 L≥8m2g2h(mg+f)2
答:B的长度至少应该是 8m2g2h(mg+f)2.
匀变速直线运动的位移与时间的关系知识点讲解,巩固学习
解析
考点
据考高分专家说,试题“一圆环A套在一均匀圆木棒B上,A的高度相.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的位移与时间的关系 ]考点的理解。
匀变速直线运动的位移与时间的关系
匀变速直线运动的位移公式:
由平均速度的定义和匀变速直线运动的平均速度及速度公式,联立推导出匀变速直线运动的位移公式:
知识点拨:
1、是匀变速直线运动位移的一般表示形式.它能表明质点在各个时刻相对初始时刻(t=0)的位移。
2、在位移公式中s、v0、a均是矢量,解题时一般要选取v0方向为正。
3、位移公式可由速度图象来推导,
如图是某物体做匀变速直线运动的图象.根据图象的物理意义,它与横轴(时间轴)所围的那块梯形面积表示运动的位移.所以:



