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高一物理连接体试题答案及解析

高一物理连接体试题答案及解析1.质量为的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂另一质量为的小球,且。
用一力水平向右拉小球,使小球和小车一起以加速度向右运动,细线与竖直方向成角,细线的拉力为,如图(a)。
若用一力水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度向左运动的,细线与竖直方向也成角,细线的拉力为,如图(b),则()A.,B.,C.,D.,【答案】D【解析】先对左图中情况下的整体受力分析,受重力、支持力和拉力根据牛顿第二定律,有①,再对左图中情况下的小球受力分析,如图:根据牛顿第二定律,有②,③,由以上三式可解得:,.再对右图中小球受力分析如图,由几何关系得:, 再由牛顿第二定律,得到,由于,故,.故选D.【考点】本题考查了力的合成与分解的运用、牛顿第二定律、整体法与隔离法.2.如图所示为杂技“顶杆”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,杆对地面上的人的压力大小为A.(M + m)g-ma B.(M + m)g + maC.(M + m)g D.(M-m)g【答案】 A【解析】杆上的人受到重力和杆给他向上的摩擦力,由牛顿第二定律有mg-f=ma,解得f=mg-ma,由牛顿第三定律可知人也给杆一个向下的摩擦力大小为f,所以杆对地面上人的压力为Mg+f=Mg+mg-ma,所以A正确。
【考点】牛顿运动定律3.在光滑的水平面上,有两个相互接触的物体,如图所示,已知M>m,第一次用水平力F由左向右推M,物体间的相互作用力为N;第二次用同样大小的水平力F由右向左推m,物体间的1相互作用力为N2,则( )A.N1 >N2B.N1=N2C.N1<N2D.无法确定【答案】C【解析】第一次用水平力F由左向右推M,对M、m,根据牛顿第二定律:,对m 有:;第二次用同样大小的水平力F由右向左推m,对M、m,根据牛顿第二定律:,对M有,已知M>m,所以N1 <N2,所以A、B、D错误;C正确。
完整word版高中物理复习 连接体问题

连接体运动问题一、教法建议【解题指导】“连接体运动”是在生活和生产中常见的现象,也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。
在“连接体运动”的教学中,需要给学生讲述两种解题方法──“整体法”和“隔离法”。
M高台上,用一条可以忽略质量而且不变形的细的的物体放在光滑的水平如图1-15所示:把质量为....Mm的物体连接起来,求:物体绳绕过定滑轮把它与质量为m的运动加速度各是多大?和物体“整体法”解题⒈mM,它们的采用此法解题时,把物体看作一个整体和..mMM+m之间的相互作。
把通过细绳连接着的总质量为(与),既然水平高台是光滑无阻力的,那么这个用力看作是内力..Mmg所以了。
就只有整体所受的外力又因细绳不发生形变,..am应具有共同的加速度与。
现将牛顿第二定律用于本题,则可写出下列关系式:mg=(M+m)am mM所共有的加速度为:和物体所以,物体ga?m?M⒉“隔离法”解题Mm作为两个物体隔离开采用此法解题时,要把物体和Mm之间的相与分别进行受力分析,因此通过细绳连接着的.TMm单独来看都是外力必须标出,而且对(如和互作用力.....图1-16所示)。
MT=Ma ①根据牛顿第二定律对物体可列出下式:mmg-T=ma ②可列出下式:根据牛顿第二定律对物体mg-Ma=ma mg=(M+m)a将①式代入②式:m mM和物体所共有的加速度为:所以物体ga?m?M最后我们还有一个建议:请教师给学生讲完上述的例题后,让学生自己独Mm,和所示的另一个例题:用细绳连接绕过定滑轮的物体立推导如图1-17M>mMma。
,可忽略阻力,求物体的共同加速度和已知M?m,就表明学如果学生能不在老师提示的情况下独立地导出:g?aM?m生已经初步地掌握了“连接体运动的解题方法了。
(如果教师是采用小测验的方式进行考察的,还可统计一下:采用“整体法”解题的学生有多少?采用“隔离法”解题的学生有多少?从而了解学生的思维习惯。
)”【思路整理】⒈既然采用“整体法”求连接体运动的加速度比较简便?为什么还要学习“隔离法”解题呢?这有两方面的原因:aMmT。
高三物理连接体试题答案及解析

高三物理连接体试题答案及解析1.如图所示,在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2kg的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动,取,则A.小球从一开始就与挡板分离B.小球速度最大时与挡板分离C.小球向下运动0.01 m时与挡板分离D.小球向下运动0.02m时速度最大【答案】C【解析】设球与挡板分离时位移为,经历的时间为,从开始运动到分离的过程中,m受竖直向,沿斜面向上的挡板支持力和弹簧弹力.根据牛顿第二下的重力,垂直斜面向上的支持力FN定律有:,保持a不变,随着的增大,减小,当m与挡板分离时,减小到零,则有:,解得:,即小球向下运动0.01m时与挡板分离,故A错误,C正确.球和挡板分离前小球做匀加速运动;球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大.故B错误.球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大,此时物体所受合力为零.即:,解得:,由于开始时弹簧处于原长,所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05m,故D错误.故选C.【考点】本题考查了牛顿第二定律、胡克定律.2.如图所示,水平面内两根光滑的足够长平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动。
若导轨与金属棒的电阻不计,则下列图像(金属棒产生的电动势E、通过电阻R的电量q、电阻R消耗的功率P、外力F)正确的是【答案】BD【解析】金属棒从静止开始匀加速直线运动,设加速度为,则金属棒速度为,导体棒切割磁感线产生的感应电动势,感应电动势与时间成正比,图像为一条倾斜的直线,选项A错。
通过电阻的电荷量,电荷量与时间平方成正比,选项B对。
电阻R消耗的电功率,电功率同样与时间平方成正比,选项C 错。
高中物理连接体问题

高中物理连接体问题(总10页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-牛顿第二定律——连接体问题(整体法与隔离法)一、连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统二、处理方法——整体法与隔离法系统运动状态相同整体法问题不涉及物体间的内力 使用原则系统各物体运动状态不同 隔离法问题涉及物体间的内力 三、连接体题型:1【例1】A 、B kg m B 6=,今用水平力N F A 6=推A ,用水平力F B =A 、B 间的作用力有多大【练1】如图所示,质量为M μ斜面间无摩擦。
在水平向左的推力F 滑动。
已知斜面的倾角为θ,物体B ( )A. ()(,sin μθ++==g m M F g aB. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==g m M F g aD. g m M F g a )(,cot +==μθ【练2】如图所示,质量为2m 直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m ( )A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gmC. 底板对物体2的支持力为m m (12-D. 物体2所受底板的摩擦力为2g m 2、连接体整体内部各部分有不同的加速度:(不能用整体法来定量分析)【例2】如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套有一个环,箱和杆的总质量为M ,环的质量为m 。
已知环沿着杆向下加速运动,当加速度大小为a 时(a <g ),则箱对地面的压力为( )A. Mg + mgB. Mg —maC. Mg + maD. Mg + mg – ma【练3】如图所示,一只质量为m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M 的竖直杆。
当悬绳突然断裂时,小猴急速沿杆竖直上爬,以保持它离地面的高度不变。
则杆下降的加速度为( )A. gB. g M mC. g M m M +D. gM m M -【练4一个重4 N 增加的读数是( )N3 NN【练5】如图所示,A 、B 的质量分别为m A =,m B =,盘C 的质量m C =,现悬挂于天花板O 处,处于静止状态。
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题型一 整体法与隔离法的应用 例题 1 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块,其 中两个质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是 μmg。
现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2 m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对 m 的最大拉力为3mg A 、 53mg B 、 43mgC 、 2D 、3mg变式 1 如图所示的三个物体 A 、B 、C ,其质量分别为 m 1、m 2、m 3,带有滑轮的物体 B 放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为 F =2. 如图,质量为 2m 的物块 A 与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为 m 的物块 B 与地面的动摩擦因数为 μ,在已知水平推力 F 的作用下,A 、B 做加速运动,A 对 B 的作用力为多少?2mm图2 -13. 如图所示,质量为 M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球,1开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为 a = g ,则小球在下滑的2过程中,木箱对地面的压力为多少?4. 两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为 E 的匀强电场中,小球 1 和小球2 均带正电,电量分别为 q 1 和 q 2(q 1>q 2)。
将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示。
若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力 T 为(不计重力及两小球间的库仑力)( ) A . T = 1 (q - q )EB . T = (q - q )EE2 1 2121球 2 球 1C .T = 2(q 1 + q 2 )ED . T = (q 1 + q 2 )E5. 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为 m 、2m 和 3m 的三个木块,其中质量为 2m 和 3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为 F T 。
高考物理计算题复习《用牛顿运动定律分析连接体问题》(解析版)

《用牛顿运动定律分析连接体问题》一、计算题1.如图所示,轻绳长,能承受最大拉力为10N。
静止在水平面上的A、B两个物体通过该轻绳相连,A的质量,B的质量。
A、B与水平面间的动摩擦因数都为,。
现用一逐渐增大的水平力F作用在B上,使A、B 向右运动,当F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断取求绳刚被拉断时F的大小;若绳刚被拉断时,A、B的速度为,保持此时F大小不变,当A的速度恰好减为0时,A、B间距离为多少?2.如图所示,质量分别为2m和m的两物体A、B叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A、B间的最大摩擦力为A物体重力的倍,若用水平力分别作用在A或B上,使A、B保持相对静止做加速运动,则作用于A、B上的最大拉力与之比为多少?3.如图所示,水平地面有三个质量均为的小物块A、B、C,A、B间用一根轻绳水平相连。
一水平恒力F作用于A,使三物块以相同加速度运动一段时间后撤去F。
已知B与C之间的动摩擦因数,A和C与地面间的动摩擦因数,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。
求:力F的最大值;从撤去F到三物块停止运行的过程中,B受到的摩擦力。
4.如图所示,A、B两个物体间用最大张力为200N的轻绳相连,,,在拉力F的作用下向上加速运动,为使轻绳不被拉断,F 的最大值是多少?取5.如图所示,木板B静止在水平桌面上,大小可以忽略的小物块A静止在B的右端。
已知A和B的质量均为,A与B及B与桌面间的动摩擦因数均为,取。
现给木板B施加一水平向右的恒定拉力F。
要使A、B以相同的加速度向右运动,求拉力的大小需要满足什么条件;若已知B的长度为,厚度不计,要使B相对于A运动,且A在整个过程中相对于地面的总距离超过4cm,求拉力需要满足什么条件。
6.如图所示,水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A,它的上表面与水平面平行,它的右侧是一个倾角的斜面.放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连,细绳的一部分与水平面平行,另一部分与斜面平行.现对A施加一水平向右的恒力F,使A、B、C恰好保持相对静止.已知A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计一切摩擦,求恒力F的大小.7.如图所示,A,B两物块的质量分别为,,静止叠放在水平地面上,B间的动摩擦因数为,B与地面间的动摩擦因数为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。
高中物理学习细节(人教版)之机械能守恒定律:机械能守恒定律的应用之连接体问题(含解析)

一、机械能守恒定律在连接体问题中的应用
机械能守恒定律的研究对象是几个相互作用的物体组成的系统时,在应用机械能守恒定律解决系统的运动状态的变化及能量的变化时,经常出现下面三种情况:
1.系统内两个物体直接接触或通过弹簧连接。
这类连接体问题应注意各物体间不同能
量形式的转化关系。
2.系统内两个物体通过轻绳连接。
如果和外界不存在摩擦力做功等问题时,只有机械
能在两物体之间相互转移,两物体组成的系统机械能守恒。
解决此类问题的关键是在绳的方
向上两物体速度大小相等。
3.系统内两个物体通过轻杆连接。
轻杆连接的两物体绕固定转轴转动时,两物体的角
速度相等。
【典例1】如图所示,质量均为m的物体A和B,通过轻绳跨过定滑轮相连.斜面光滑,倾角为θ,不计绳子和滑轮之间的摩擦.开始时A物体离地的高度为h,B物体位于斜面的底端,用手托住A物体,使A、B两物体均静止。
现将手撤去。
(1) 求A 物体将要落地时的速度为多大?
(2) A 物体落地后, B 物体由于惯性将继续沿斜面向上运动,则 B 物体在斜面上到达的最高点离地的高度为多大?。
连接体问题专题详细讲解

连接体问题专题详细讲解连接体问题连接体是由两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,而隔离体则是其中某个物体隔离出来的物体。
在研究物体系时,受到系统外作用力的力被称为外力,而系统内各物体间的相互作用力则为内力。
在应用牛顿第二定律列方程时,不考虑内力,但如果将物体隔离出来作为研究对象,内力将转换为隔离体的外力。
针对连接体问题的分析方法,有整体法和隔离法。
整体法是将连接体作为一个整体来分析,适用于连接体中各物体加速度相同的情况。
而隔离法则是将其中一个物体隔离出来,对该物体应用牛顿第二定律求解,适用于要求连接体间相互作用力的情况。
整体法和隔离法是相对统一、相辅相成的,可以交叉使用。
对于简单连接体问题,可以采用以下分析方法。
连接体是由有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。
整体法是将整个系统作为一个研究对象来分析,适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同的情况。
隔离法则是将系统中各个部分或某一部分隔离作为一个单独的研究对象来分析,适用于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同的情况。
在选择整体法和隔离法时,应根据题目要求选择合适的方法进行分析,并在需要求物体间作用力时使用隔离法。
在针对训练时,需要根据题目给出的条件进行分析。
例如,当物体AB沿斜面下滑时,通过分析斜面是否光滑、粗糙等条件,可以判断杆受到的力是拉力还是压力。
在题目中给出的物体运动状态或过程有多个时,应对不同状态或过程使用整体法或隔离法进行受力分析,并列方程求解。
解析:物体m所受的力有重力mg和斜面对它的摩擦力f,因为物体m与车箱相对静止,所以它的加速度为0.根据牛顿第二定律,物体所受合力为0,即mg和f的合力为0.因为斜面的倾角为30°,所以斜面对m的重力分解为mgcos30°和mgsin30°,其中mgcos30°垂直于斜面,不参与m的运动,所以只考虑mgsin30°沿斜面方向的分量,即mg*sin30°=mg/2.因此,斜面对m的摩擦力f也等于mg/2,方向沿斜面向下。
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题型一 整体法与隔离法的应用例题1 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg 。
现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为A 、5mg 3μB 、4mg 3μC 、2mg3μ D 、mg3μ变式1 如图所示的三个物体A 、B 、C ,其质量分别为m 1、m 2、m 3,带有滑轮的物体B 放在光滑平面上,滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计.为使三物体间无相对运动,则水平推力的大小应为F =__________2.如图,质量为2m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F 的作用下,A 、B 做加速运动,A 对B 的作用力为多少?3.如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为a =g ,则小球在下滑的21过程中,木箱对地面的压力为多少?4.两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为E 的匀强电场中,小球1和小球2均带正电,电量分别为q 1和q 2(q 1>q 2)。
将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示。
若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T 为(不计重力及两小球间的库仑力)( )A .B . 121()2T q q E =-12()T q q E =-C . D .121()2T q q E =+12()T q q E =+5.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 和3m 的三个木块,其中质量为2m 和3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T 。
现用水平拉力F 拉质量为3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )A .质量为2m 的木块受到四个力的作用B .当F 逐渐增大到F T 时,轻绳刚好被拉断C .当F 逐渐增大到1.5F T 时,轻绳还不会被拉断D .轻绳刚要被拉断时,质量为m 和2mT12-图E 球1题型二通过摩擦力的连接体问题例题2 如图所示,在高出水平地面h = 1.8m的光滑平台上放置一质量M = 2kg、由两种不同材料连成一体的薄板A,其右段长度l2 = 0.2m且表面光滑,左段表面粗糙。
在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m = 1kg,B与A左段间动摩擦因数μ= 0.4。
开始时二者均静止,现对A施加F = 20N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。
B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x = 1.2m。
(取g = 10m/s2)求:(1)B离开平台时的速度v B。
(2)B从开始运动到脱离A时,B运动的时间t B和位移x B。
(3)A左段的长度l1。
变式2 如图所示,平板A长L=5m,质量M=5kg,放在水平桌面上,板右端与桌边相齐。
在A上距右端s=3m处放一物体B(大小可忽略,即可看成质点),其质量m=2kg.已知A、B 间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,原来系统静止。
现在在板的右端施一大小一定的水平力F持续作用在物体A上直到将A从B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右边缘,求:(1)物体B运动的时间是多少?(2)力F的大小为多少?变式3 如图所示,质量M= 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,试求:(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,通过分析和计算后,请在图中画出铁块受到的摩擦力f随拉力F大小变化的图像.例题3 如图所示,某货场而将质量为m 1=100 kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m 。
地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A 、B ,长度均为=2m ,质量均为m 2=100 kg ,木板上表面与轨道末端相切。
货物与木板间l 的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2。
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。
(2)若货物滑上木板A 时,木板不动,而滑上木板B 时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件。
(3)若μ1=0.5,求货物滑到木板A 末端时的速度和在木板A 上运动的时间。
题型三 通过绳(杆)的连接体问题例题4 如图所示,半径为R 的四分之一圆弧形支架竖直放置,圆弧边缘C 处有一小定滑轮,绳子不可伸长,不计一切摩擦,开始时,m 1、m 2两球静止,且m 1>m 2,试求:(1)m 1释放后沿圆弧滑至最低点A 时的速度.(2)为使m 1能到达A 点,m 1与m 2之间必须满足什么关系.(3)若A 点离地高度为2R ,m 1滑到A 点时绳子突然断开,则m 1落地点离A 点的水平距离是多少?变式5 如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O 1、O 2和质量m B =m 的小球连接,另一端与套在光滑直杆上质量m A =m 的小物块连接,已知直杆两端固定,与两定滑轮在同一竖直平面内,与水平面的夹角θ=60°,直杆上C 点与两定滑轮均在同一高度,C 点到定滑轮O 1的距离为L,重力加速度为g ,设直杆足够长,小球运动过程中不会与其他物体相碰.现将小物块从C 点由静止释放,试求:(1)小球下降到最低点时,小物块的机械能(取C 点所在的水平面为参考平面);(2)小物块能下滑的最大距离;(3)小物块在下滑距离为L 时的速度大小.变式6 如图所示,物块、、的质量分别为、、,并均A B C M m 3m 可视为质点,它们间有关系。
三物块用轻绳通过滑轮连接,m M m 4<<物块与间的距离和到地面的距离均是。
若与地面、与相B C C L C B C 碰后速度立即减为零,与相碰后粘合在一起。
(设距离滑轮足够远且不计一切阻力)。
B C A (1)求物块刚着地时的速度大小?C (2)若使物块不与相碰,则 应满足什么条件?B C m M (3)若时,求物块由最初位置上升的最大高度?m M 2=A (4)若在(3)中物块由最高位置下落,拉紧轻绳后继续下落,求物块拉紧轻绳后下A A 落的最远距离?题型四 通过弹簧的连接体问题例题5 如图,质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k ,A 、B 都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A ,另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态,A 上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上升一质量为m 3的物体C 并从静止状态释放,已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。
若将C 换成另一个质量为(m 1+m 3)的物体D ,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B 刚离地时D 的速度的大小是多少?已知重力加速度为g。
变式7 如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:(1) 从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.(2) 斜面倾角.(3) B的最大速度v Bm.变式8 如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+Q A和+Q B的电荷量,质量分别为m A和m B。
两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩。
整个装置处于场强为E、方向水平向左的匀强电场中。
A、B开始时静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦及A、B间的库仑力,A、B所带电荷量保持不变,B不会碰到滑轮。
(1) 若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A恰好能离开挡板P,求物块C下落的最大距离;(2) 若C的质量改为2M,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?题型五传送带问题例题6 如图所示,x轴与水平传送带重合,坐标原点O在传送带的左端,传送带长L=8m,匀速运动的速度v0=5m/s.一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上x p=2m的P点,小物块随传送带运动到Q点后冲上光滑斜面且刚好到达N点.(小物块到达N点后被收集,不再滑下)若小μ物块经过Q处无机械能损失,小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5,求:(l)N点的纵坐标;(2)小物块在传送带上运动产生的热量;(3)若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置,最终均能沿光滑斜面越过纵坐标y M=0.5m的M点,求这些位置的横坐标范围.变式9 如图甲所示为传送装置的示意图。
绷紧的传送带长度L=2.0m,以v=3.0m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距离水平地面的高度h=0.45m。
现有一行李箱(可视为质点)质量m=10kg,以v0=1.0 m/s的水平初速度从A端滑上传送带,被传送到B端时没有被及时取下,行李箱从B端水平抛出,行李箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.20,不计空气阻力,重力加速度g取l0 m/s2。
(1)求行李箱从传送带上A端运动到B端过程中摩擦力对行李箱冲量的大小;(2)传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦,求为运送该行李箱电动机多消耗的电能;(3)若传送带的速度v可在0~5.0m/s之间调节,行李箱仍以v0的水平初速度从A端滑上传送带,且行李箱滑到B端均能水平抛出。
请你在图15乙中作出行李箱从B端水平抛出到落地点的水平距离x与传送带速度v的关系图像。
(要求写出作图数据的分析过程)变式10 如图所示,用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽.薄铁板的长为2.8m、质量为10kg.已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1.铁板从一端放人工作台的滚轮下,工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N,在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽.已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s,g取10m/s2.(1)通过分析计算,说明铁板将如何运动?(2)加工一块铁板需要多少时间?(3)加工一块铁板电动机要消耗多少电能?(不考虑电动机自身的能耗)参考解答例题1.B 变式1 以F 1表示绕过滑轮的绳子的张力,为使三物体间无相对运动,则对于物体C 有:F 1=m 3g ,以a 表示物体A 在拉力F 1作用下的加速度,则有g m m m F a 1311==,由于三物体间无相对运动,则上述的a 也就是三物体作为一个整物体运动的加速度,故得F =(m 1+m 2+m 3)a =13m m (m 1+m 2+m 3)g例题2 1. 2m/s 2. 0.5s 0.5m 3. 1.5m变式2 【答案】(1)3s (2)F =26N 【解析】(1)对于B ,在未离开A 时,其加速度a B1=m/s 2,设经过时间t 1后B 离开A 板,离开A 后B 的加速度为m/s 2.据题意可结合B 速度图像。