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 如图2所示,把质量为M的物体放在光滑的水平高台上,用一条可以忽略质量而且不变形的细绳绕过定滑轮把它与质量为m的物体连接起来,求物体M和m运动的加速度是多大.


解法1“隔离法”解题
采用此法解题时,要把物体M和m作为两个物体隔离开分别进行受力分析,因此通过细绳连接着的M与m之间的相互作用力T必须标出,而且对M和m单独来看都是外力(如图3所示).
根据牛顿第二定律对物体M可列出下式
T=Ma      ①
根据牛顿第二定律对物体m可列出下式
mg-T=ma  ②
将①式代入②式
mg-Ma=ma
  mg=(M+m)a
所以物体M和物体m所共有的加速度为
 a=g
解法2:“整体法”解题
采用此法解题时,把物体M和m看做一个整体,它们的总质量为M+m.把通过细绳连接着的M与m之间的相互作用力看做是内力.既然水平高台是光滑无阻力的,那么这个整体所受的外力就只有重力mg,又因细绳不发生形变,所以M与m应具有共同的加速度a.
现将牛顿第二定律用于本题,则可写出下列关系式
mg=(M+m)a
所以物体M和物体m所共有的加速度为
a=g
【试题分析】
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一个质量为m=1kg的物体放在水平地面上,当给物
体施加一个水平恒力F1=5N时,恰好可以匀速滑动 (取g=10m/s2,已知cos37°=0.8,sin37°=0.6),求:
(1)物体与水平面间的滑动摩擦因数?
(2)若把原来的水平力改成与水平面成θ=37°的斜向下力F2,为了让物体匀速运动,F2应为多大.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

在“验证机械能守恒定律”实验中,

I.第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验,则
(1)对于自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利?
C
C

A.只要足够重就可以.
B.只要体积足够小就可以.
C.既要足够重,又要体积非常小.
D.因为不需要知道动能和势能的具体数值,不需要测量重物的质量,所以对重物可任意选择.
(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示,把第一个点记作O,在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能减少量等于
7.62
7.62
J,动能的增加量等于
7.56
7.56
J.(取3位有效数字)
II.第二组同学利用图3所示的实验装置,验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒.实验开始时,气轨已经调成水平状态.
(1)已知遮光条的宽度为d,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t,则滑块经过光电门时的速度为
d
t
d
t

(2)在本次实验中还需要测量的物理量有(文字说明并用相应的字母表示):钩码的质量m、
滑块的质量M
滑块的质量M
释放时挡光片到光电门的距离L
释放时挡光片到光电门的距离L

(3)本实验通过比较
1
2
(M+m)
d2
t2
1
2
(M+m)
d2
t2
mgL
mgL
(用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,从而验证系统的机械能是否守恒.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,是用落体法验证机械能守恒定律的实验,
(1)某同学列举了该实验的几个步骤,其中不正确或没有必要的是
BCE
BCE
(填序号即可)
A.正确安装好实验仪器
B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上
C.用天平测出下落重物的质量,且精确到0.01kg
D.实验中,需保持提纸带的手不上下移动,且保证纸带竖直
E.为了使打出来的第一个点清晰,应该先释放纸带再接通打点计时器电源开关
F.在纸带上离起始点较远的地方选择几个连续的点,测出它们距起始点的距离
(2)在实验中,得到一条纸带如图2所示,把第一点记作O(此时纸带速度为零),打点记时器打点的周期为T,有关长度在图中已标明.则打点记时器打出N点时,重锤的重力势能减少量为
mg(d1+S1
mg(d1+S1
和动能的增加量为
m(S1+S2)2
8T2
m(S1+S2)2
8T2
.(图中量为已知量,重锤质量用m表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

某同学利用如图1所示装置验证“机械能守恒定律”.在打好点的纸带中他挑选出一条点迹清晰的纸带,如图2所示.把第一个点记作O,另取连续三个点依次标记为A、B、C.用刻度尺测出OA的距离h1=42.20cm,OB的距离h2=48.00cm,OC的距离h3=54.20cm.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,重锤的质量为0.10kg.根据上面的信息,可计算出打下B点时重锤动能为
 
J.从打O点到打B点的时间内,重锤的重力势能减少量为
 
J.(各空结果均要求保留到小数点后两位数字)
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