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(20分)如图所示,物块A的质量为M,物块BC的质量都是m,都可以看作质点,且mM<2mABBC用不可身长的轻线通过轻滑轮相连,A与地面用劲度系数为k的轻弹簧连接,物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离相等,假设C物块落地后不反弹。若物块A距滑轮足够远,且不计一切阻力。则:

(1)若将BC间的轻线剪断,求A下降多大距离时速度最大;
(2)若BC间的轻线不剪断,将物块A下方的轻弹簧剪断后,要使物块B不与物块C相碰,则Mm应满足什么关系?(不计物块BC的厚度)
(1)A下降的距离为xx1x2=时速度最大
(2)当Mm时,B物块将不会与C相碰。
(1)因为mM<2m,所以开始时弹簧处于伸长状态,其伸长量x1,则
(2mM)gkx1····················································································································· (2分)
x1g······················································································································ (1分)
若将BC间的轻线剪断,A将下降B将上升,当它们的加速度为零时A的速度最大,此时弹簧处于压缩状态,其压缩量x2,则
(Mm)gkx2······················································································································· (2分)
x2g······················································································································· (1分)
所以,A下降的距离为xx1x2=时速度最大··································································· (2分)
(2)ABC三物块组成的系统机械能守恒,设BCC与地面的距离均为LA上升L时,A的速度达到最大,设为v,则
2mgLMgL=(M+2m)v2 ·································································································· (4分)
C着地后,AB两物块系统机械能守恒。
B恰能与C相碰,即B物块再下降L时速度为零,此时A物块速度也为零,则
MgLmgL=(Mm)v2········································································································ (4分)
解得:Mm···················································································································· (3分)
由题意可知,当Mm时,B物块将不会与C相碰。············································(1分)
练习册系列答案
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固定的轨道ABC如图,其中水平轨道AB与半径为R的1/4光滑圆弧轨道BC相连接,AB与圆弧相切于B点.质量为m的小物块静止在水平轨道上的P点,它与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25,PB=2R.用大小等于2mg的水平恒力推动小物块,当小物块运动到B点时,立即撤去推力.(小物块可视为质点.)
  (1)求小物块沿圆弧轨道上升后,可能达到的最大高度H
  (2)如果水平轨道AB足够长,试确定小物块最终停在何处?

 
 

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如图所示,在不光滑的平面上,质量相等的两个物体AB间用一轻弹簧相连接,现用一水平拉力F作用在B上,从静止开始经一段时间后,AB一起做匀加速直线运动,当它们的总动能为Ek时撤去水平力F,最后系统停止运动,从撤去拉力F到系统停止运动的过程中,系统(   )
                            
①克服阻力做的功等于系统的动能Ek
②克服阻力做的功大于系统的动能Ek
③克服阻力做的功可能小于系统的动能Ek
④克服阻力做的功一定等于系统机械能的减少量
A.①②B.③④C.②④D.①④

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在一次抗洪抢险活动中,解放军某部运用直升机抢救一重要落水物体,在静止在空中的直升机上用电动机通过悬绳将物体从离飞机90m处的洪水中吊到机舱里,已知物体的质量为80kg,吊绳的拉力不能超过1200N,电动机的额定输出功率为12kW,为尽快把物体安全救起,操作人员采取的办法是:先让吊绳以最大的拉力工作一段时间,达额定功率后电动机以额定功率工作,当物体到达机舱时它达到最大速度。(g=10m/s2
  求:(1)落水物体刚到达机舱时的速度;
    (2)这一过程所用的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间的距离为d,右极板上有一小孔,通过孔有一左端固定在电容器左极板上的水平绝缘光滑细杆,电容器极板以及底座、绝缘杆总质量为M,给电容器充电后,有一质量为m的带正电小环恰套在杆上以某一初速度v0对准小孔向左运动,并从小孔进入电容器,设带电环不影响电容器板间电场分布。带电环进入电容器后距左板的最小距离为0.5d,试求:     
(1)带电环与左极板相距最近时的速度v;
(2)此过程中电容器移动的距离s。
(3)此过程中能量如何变化?
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角α=37°,AB是两个质量均为 m=1㎏的小滑块(可视为质点),C为左端附有胶泥的质量不计的薄板,D为两端分别连接BC的轻质弹簧.薄板、弹簧和滑块B均处于静止状态.当滑块A置于斜面上且受到大小F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能向下匀速运动.现撤去F,让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止下滑,若取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.

(1)求滑块A到达斜面底端时的速度大小v1
(2)滑块AC接触后粘连在一起(不计此过程中的机械能损失),求此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep

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②A球机械能减小量等于B球机械能增加量
③B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度
④当支架从左向右回摆时,A球一定能回到起始高度
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

以下说法中正确的是(  )
A.物体做匀速直线运动,它的机械能一定守恒
B.物体所受合力的功为零,它的机械能一定守恒
C.物体所受合力不等于零,它的机械能可能守恒
D.物体所受合力等于零,它的机械能可能守恒

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