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(11分)如图8所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角为θ=30°,另一边与水平地面垂直,顶端有一个定滑轮,跨过定滑轮的细线两端分别与物块A和B连接,A的质量为4m,B的质量为m.开始时,将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,所有摩擦均忽略不计.当A沿斜面下滑距离x后,细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.(设B不会与定滑轮相碰)

 

【答案】

x

【解析】设细线断前一瞬间A和B速度的大小为v,A沿斜面下滑距离x的过程中,A的高度降低了xsinθ,B的高度升高了x.物块A和B组成的系统机械能守恒,物块A机械能的减少量等于物块B机械能的增加量,即

4mgxsinθ-·4mv2=mgx+mv2

细线断后,物块B做竖直上抛运动,物块B机械能守恒,设物块B继续上升的最大高度为h,有mgh=mv2.

联立两式解得h=,故物块B上升的最大高度为H=x+h=x+x.

 

练习册系列答案
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(11分)如图8所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,
圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:

(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.

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(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.

(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.

 

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(11分)如图8所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,

圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ.现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心OAD在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:

(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h.

(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s.

 

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