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(10分)如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜上的物体m1连接,另一端和套在光滑竖直杆上的物体m2连接,图中定滑轮到竖直杆的距离为m,又知当物体m2由图中位置(连接m2的轻绳此时水平)从静止开始下滑1m时,m1和m2受力恰好平衡。试求:(g取10 m/s2

(1)m2下滑过程中的最大速度。
(2)m2下滑的最大距离。
(1)2.15m/s    (2)=2.31m
本题考查连接体问题中的动能定理或机械能守恒定律的应用,m2下滑过程中受到绳子的拉力、杆的弹力、和重力作用,m1受到绳子的拉力、支持力、重力作用,由绳子对m2和m1的拉力大小相等,绳子的拉力与两物体重力的关系可求得两物体的质量之比,以系统作为一个整体为研究对象,整个系统没有摩擦力作用,机械能守恒,列出公式,以m2为研究对象把速度进行分解,沿着绳子方向的分速度为m1上升时的速度
① m2下滑1米时,由几何关系可知θ=300  
② 对m2、m1进行受力分析,由平衡条件可知
③   
④   
⑤ 解得: 
⑥ 以m1、m2构成得系统为研究对象,由于只有重力
⑦ 做功,所以机械能守恒
⑧    
⑨             
⑩ 联立解得: 
? ②令m2下滑得最大距离为H,由系统机械能守恒可得
      
  
? 解得:H=2.3m
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

某幼儿园的滑梯如图所示,其中AB段为一倾角为的粗糙斜面,BC段为一段半径为R的光滑圆弧,其底端切线沿水平方向.若一儿童自A点由静止滑到C点时,对C点的压力大小为其体重的n倍,已知A与B、B与C间的高度差分别为h1、h2,重力加速度为g,求:

(1)儿童经过B点时的速度大小;
(2)儿童与斜面间的动摩擦因数.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

半径为R的光滑圆环轨道竖直放置,一质量为m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动,则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为
A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

不加磁场,一个带负电荷的物体从粗糙的斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v1;加上垂直于纸面向外的水平方向的磁场时,如图所示,物体从斜面顶端滑到底端时的速度为v2,则(   )
A.v2一定大于 v1B.v2一定小于v1
C.v2可能等于v1D.v2可能小于v1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图2所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环作无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,试计算:

(1)小球运动达到最大速度的位置(半径与竖直方向成的角度θ用字母表示)
(2) 速度vA的大小;
(3)小球运动到与A点对称的B点时,对环在水平方向的作用力。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,长l="1.25" m、质量M="8" kg的平板车静止在光滑水平面上,车的左端放一质量m="2" kg的木块,它与车面间的动摩擦因数μ=0.2.今以水平恒力F="10" N拖木块在车上滑行,物体最终从车的右端滑落.木块在车上滑动过程中,问:

(1)拉力对木块做了多少功?
(2)小车和木块各获得多大动能?
(3)摩擦产生多少热量?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

竖直平面内,一带正电的小球,系于长为L的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定为O点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E. 已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力. 现先把小球拉到图中的P1处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直速度突变为零,水平分量没有变化,(不计空气阻力)则小球到达与P1点等高的P2时线上张力T为多少(   )
A.mgB.3mg
C.4mgD.5mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右的拉力作用下做直线运动,4s时停下,其速度—时间图象如图所示,若物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列判断正确的是(  )
A.全过程拉力做的功等于零
B.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
C.从t = 1s到t = 3s这段时间内拉力不做功
D.从t = 1s到t = 3s这段时间内拉力的功率保持不变,该功率为整个过程的最大值

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(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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