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4.现准备通过以下实验验证动能定理,物体A放在带滑轮的固定水平粗糙长板上,用跨过滑轮(滑轮的大小可不计)的细线将A与另一个物体B相连.开始时B离地面高度为h,A离长板右端距离也为h,从静止释放B后,B会带动A做加速运动,当B落地时A正好离开长木板,最后A也落地(A在空中运动时细线始终处于松弛状态,A、B落地后均不会反弹).A与木板间摩擦因素为μ,重力加速度为g,测量工具仅有刻度尺和天平.
(1)欲通过该实验验证A、B两物块组成系统满足动能定理.需要测量物体A质量mA,物体B质量mB,还需要测量的物理量为射程x、长板离地高度H.
(2)该系统动能定理表达式为mBgh-μmAgh=$\frac{{x}^{2}g({m}_{A}+{m}_{B})}{4H}$.
(3)为了实现上述运动过程,应该满足条件为$μ<\frac{{m}_{B}}{{m}_{A}}$.

分析 对系统研究,根据动能定理列出表达式,从而确定所需要测量的物理量.为了实现上述的运动过程,B的重力应大于A的摩擦力.

解答 解:(1、2)对系统研究,根据动能定理知,mBgh-μmAgh=$\frac{1}{2}({m}_{A}+{m}_{B}){v}^{2}$,
A离开木板后做平抛运动,根据H=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$,x=vt知,A做平抛运动的初速度v=$x\sqrt{\frac{g}{2H}}$,
则系统动能定理表达式为:mBgh-μmAgh=$\frac{{x}^{2}g({m}_{A}+{m}_{B})}{4H}$.
所以还需要测量的物理量为:射程x、长板离地高度H.
(3)为了满足上述的运动过程,B的重力应大于A的滑动摩擦力,则mBg>μmAg,即$μ<\frac{{m}_{B}}{{m}_{A}}$,
故答案为:(1)射程x、长板离地高度H;
(2)mBgh-μmAgh=$\frac{{x}^{2}g({m}_{A}+{m}_{B})}{4H}$;
(3)$μ<\frac{{m}_{B}}{{m}_{A}}$.

点评 本题考查了对系统动能定理的基本运用,注意对系统研究时,不需要考虑内力,通过平抛运动的水平位移和竖直位移求解速度是本实验的巧妙之处.

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正常酒后正常酒后
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2010.020.036.7X
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