题文
如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮,跨过定滑轮的质量不计的绳(绳承受拉力足够大)两端分别连接物块A和B,A的质量为m0,B的质量m是可以变化的,当B的质量改变时,可以得到A加速度变化图线如图乙所示,不计空气阻力和所有的摩擦,A加速度向上为正.
(1)求图乙中a1、a2和m1的大小.
(2)若m0=0.8kg,m=1.2kg,AB开始都在离水平地面H=0.5m处,由静止释放AB,且B着地后不反弹,求A上升离水平地面的最大高度.(g取10m/s2)
(3)根据牛顿定律和运动学规律,证明在A和B未着地或与滑轮接触时,AB系统机械能守恒.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)对B物体受力分析,受重力mg和拉力F,根据牛顿第二定律,有:mg-F=ma
对A物体受力分析,受重力m0g和拉力F,根据牛顿第二定律,有:F-m0g=m0a
解得a=m-m0m+m0g
当m→∞时a1=g
当m=0时a2=-g
当a=0时m=m1=m0
即图乙中a1、a2和m1的大小分别为:g、-g、m0.
(2)方法一:用牛二定律和运动学关系从H=0.5m高处释放,AB加速度有
a=m-m0m+m0g=2m/s2
B着地时A速度v=2aH=2 m/s
接着A做竖直上抛,上升h=v22g=0.1m
A距离水平面最大高度hm=2H+h=1.1m
方法二:用动能定理B刚落地时A、B有大小相等的速度,设为v则有:
12(m+m0)v2=(m-m0)gH
代入数据解得:v=2 m/s
接着A做竖直上抛,上升h=v22g=0.1m
A距离水平面最大高度hm=2H+h=1.1m
(3)设A开始离水平面h1,B开始离水平面h2,由静止释放A上升到高度h1′,B下降到高度h2′,则h1′-h1=h2-h2′=h
代入(1)问中加速度a,AB发生h位移时速度为v
v2=2ah
v2=2m-m0m+m0gh
12(m+m0)v2=mg(h2-h2′)-m0g(h1′-h1)
得12m0v2+m0gh1′+12mv2+mgh2′=m0gh1+mgh2
故A、B系统机械能守恒.
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
m-m0m+m0
考点
据考高分专家说,试题“如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质.....”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:



