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如图所示,质量为m的有孔物体A套在光滑的水平杆上,在A下面用细绳挂一质量为M的物体B,若A固定不动,给B一水平冲量I,B恰能上升到使绳水平的位置。当A不固定时,要使B物体上升到使绳水平的位置,则给它的水平冲量至少多大?
I′=
当A固定不动时,B受到冲量后以A为圆心做圆周运动,只有重力做功,机械能守恒。在水平位置时B的重力势能应等于其在最低位置时获得的动能Mgh=Ek=p2/2M=I2/2M。
若A不固定,B向上摆动时A也要向右运动,当B恰能摆到水平位置时,它们具有相同的水平速度,把A、B看成一个系统,此系统除重力外,其他力不做功,机械能守恒。又在水平方向上系统不受外力作用,所以系统在水平方向上动量守恒,设M在最低点得到的速度为v0,到水平位置时的速度为v。
Mv0=(M+m)v。
Mv02/2=(M+m)v2/2+Mgh。
I′=Mv0。
I′=
点评:此题重要的是在理解A不固定,B恰能上升到使绳水平的位置时,其竖直方向的分速度为0,只有水平速度这个临界点。另外B上升时也不再是做圆周运动,此时绳的拉力对B做功(请同学们思考一下,绳的拉力对B做正功还是负功),有兴趣的同学还可以分析一下系统以后的运动情况。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在光滑水平面上有两个质量均为2 kg的质点,质点a在水平恒力Fa="6" N作用下由静止开始运动6 s,质点b在水平恒力Fb="6" N作用下由静止开始运动6 m,比较这两质点所经历的过程,可以得到的正确结论是(  )?
A.质点a的位移比质点b的位移小?
B.质点a的末速度比质点b的末速度小?
C.力Fa做的功比力Fb做的功小?
D.力Fa的冲量比力Fb的冲量大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于力的冲量的说法,正确的是(    )
A.力越大,力的冲量就越大
B.作用在物体上的力大,力的冲量不一定大
C.F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2,则这两个冲量相同
D.静止于水平面上的物体受到水平推力F的作用,经过时间t物体仍然静止,则此推力的冲量为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

三颗质量相等的子弹,以相同的速度沿水平方向分别射向三块不同的板壁,第一颗子弹被板壁弹回,第二颗子弹嵌入板壁中,第三颗子弹则穿过板壁。这三颗子弹对三块板壁的冲量大小相比较,
A.第一颗子弹对板壁的冲量最大
B.第二颗子弹对板壁的冲量最大
C.第三颗子弹对板壁的冲量最大
D.三颗子弹对板壁的冲量大小相等
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

A球以相同速率分别与B、C、D三球发生正碰,与B球碰后A球继续向前运动;与C球碰后,A球停止运动;与D球碰后,A球沿相反方向运动,则碰撞中A球   
A.对B球冲量最大   B.对C球冲量最大
C.对D球冲量最大   D.对三个球冲量大小相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

质量为m的小球由高为H的、倾角为θ光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

摆长为l、摆球质量为m的单摆在做最大摆角θ<5°的自由摆动,则在从最高点摆到最低点的过程中(   )
A.摆线拉力的冲量为零
B.摆球重力的冲量为
C.摆球重力的冲量为零
D.摆球合外力的冲量为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一质量为2kg的物体放在光滑的水平面上,原处于静止状态,现用与水平方向成60°角的恒力F=10N作用于物体上,历时5s,则(     )  
A.力F对物体的冲量大小为50N·s
B.力F对物体的冲量大小为25N·s
C.物体的动量变化量为25kg·m/s
D.物体所受重力的冲量大小为0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙壁。重物质量为木板质量的两倍,重物与木板间的动摩擦因数为µ。使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求木板从第一次与墙壁碰撞到再次与重物速度相同时,木板右端离墙壁的距离。

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