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如图17所示,在竖直方向上AB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;BC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AB的质量均为mC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) 当物体A从开始到刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.

  (2)斜面倾角α.

(3)B的最大速度vBm

(1)  (2)  (3)


解析:

⑴设开始时弹簧压缩的长度为xB得:      ①(2分)

设当物体A刚刚离开地面时,弹簧的伸长量为xA,得:

  ②(2分)

当物体A刚离开地面时,物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为:    ③(1分)

由①②③式解得:    ④(2分)

⑵物体A刚刚离开地面时,以B为研究对象,物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxA、细线的拉力T三个力的作用,设物体B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有:

   ⑤(2分)

对A有:  ⑥(2分)

由②③两式得:  ⑦(1分)

当B获得最大速度时,有:   ⑧(1分)

由②⑦⑧式联立,解得:   ⑨(1分)

所以:    ⑩(1分)

(3)由于xA=xB,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,弹簧弹力做功为零,且物体A刚刚离开地面时,B、C两物体的速度相等,设为vBm,由动能定理得: 

   ⑾(3分)

由①④⑩⑾式,解得:(2分)

练习册系列答案
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17.

(1)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破,飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速发行,投掷下炸弹并击中目标,求炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小.(不计空气阻力)

(2)如图17所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO/转动,同内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块,求:

①当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力

和支持力的大小;

②当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦

力为零时,筒转动的角速度.

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如图17所示,一个竖直放置的圆锥筒,上端开口,其中心轴为OO’。筒内壁光滑,与中心轴的夹角为θ=530,筒口半径为=0.6m。现有一质量为的小物块A在筒内壁绕中心轴作匀速圆周运动。求当物块在高度为筒高一半的平面内运动时的角速度;

 

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如图17所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求

①当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;

②当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的 角速度。

 

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科目:高中物理 来源:2013届安徽省高一物理第二学期期中考试 题型:计算题

1)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施了投弹爆破,飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标。求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。(不计空气阻力)

(2)如图17所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求

①当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;

②当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的 角速度。

 

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