Processing math: 100%
13.如圖,質(zhì)量為2m的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為3m的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài).一條不可伸長的輕繩繞過定滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤.開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向.現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為2.5m的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升,已知重力加速度為g.試求
(1)物體C下降到速度最大時,地面對B的支持力多大?
(2)物體C下降的最大距離;
(3)物體C在最低點時,輕繩的拉力是多大?

分析 (1)當(dāng)繩子對C的拉力與C的重力相等時,C的速度最大,此時A、B、C均處于平衡狀態(tài),由平衡條件可以求出地面對B的支持力.
(2)C到達最低點時,B恰好離開地面,此時彈簧的彈力等于B的重力,C下降的距離等于彈簧從被壓縮到回復(fù)原長再到被拉長的形變量的長度,求出開始彈簧的壓縮量,再求出彈簧的伸長量,即可求出C下降的距離.
(3)C到達最低點時,A、C的加速度大小相等,由牛頓第二定律可以求出輕繩的拉力.

解答 解:(1)C物體下降過程中,當(dāng)C物體的重力和繩子拉力相等時,C下落的速度最大,
對C:F=2.5mg,
對A:2mg+kx=F,
對B:N+kx=3mg,
解得:N=2.5mg
(2)C物體在下落過程中,A物體先要上升到彈簧原長,
此時A物體上升高度為x1,則:x1=2mgk
C下降到最低點時,B物體即將離開地面,
此時彈力為:3mg=kx2,則:x2=3mgk,
C物體下降的高度:h=x1+x2=5mgk;
(3)物體在最低點時,由牛頓第二定律得:
對C:T-2.5mg=2.5ma,
對A:kx2+2mg-T=2ma,
對C:kx2=3mg,
解得:T=359mg;
答:(1)物體C下降到速度最大時,地面對B的支持力為2.5mg.
(2)物體C下降的最大距離為5mgk;
(3)物體C在最低點時,輕繩的拉力是359mg.

點評 本題考查了求力、距離問題,分析清楚物體的運動過程,明確它們所處的狀態(tài)是正確解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用平衡條件、牛頓第二定律即可正確解題.對于含有彈簧的問題,都要分析彈簧的狀態(tài),彈簧通常有三種狀態(tài):原長、伸長和壓縮,根據(jù)幾何關(guān)系研究物體上升的高度是常用的思路.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.某物體靜止在水平桌面上,下列對它的描述正確的是( �。�
A.桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力,這兩個力是一對平衡力
B.物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力和反作用力
C.物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個力是同一種性質(zhì)的力
D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖a,矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,匝數(shù)n,面積S,磁感應(yīng)強度B,角速度ω都已知.
(1)試根據(jù)圖b推導(dǎo)出從中性面開始計時電動勢瞬時值的表達式;
(2)若線圈的面積1×102 cm2,共100匝.處在B=0.5T的勻強磁場中,以200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,已知線圈電阻為1Ω,外接電阻為9Ω,那么:
①K合上后以圖示位置為計時零點,寫出電流的表達式.
②求線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過90°角的過程中,通過線圈導(dǎo)線截面的電量.
③K合上后電阻R上消耗的功率是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,在這1s內(nèi)該物體的(  )
A.位移的大小可能小于3mB.位移的大小可能大于10m
C.加速度的大小可能小于4m/s2D.加速度的大小可能大于10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.兩塊水平放置的平行金屬板A和B,電源電壓U=200V,一個質(zhì)量m=5g,帶電量為5×10-6C的微粒恰能在兩板間的某點靜止,微粒的重力不可以忽略,g取10m/S2
(1)試確定微粒帶正電還是帶負(fù)電;
(2)求兩極板間的距離d.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.“天宮一號”某次變軌,離地高度由200km升至362km,假定變軌前后均做勻速圓周運動,變軌后“天宮一號”的(  )
A.加速度增大B.周期變大C.線速度變小D.向心力變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖是一高山滑雪運動場中的滑道,BD附近是很小的一段曲道,可認(rèn)為是半徑均為R=40m的兩圓滑連接的圓形滑道,B點和D點是兩圓弧的最高點和最低點,圓弧長度遠小于斜面AD及BC長度,從A到D點不考慮摩擦力的作用.一個質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止開始沿滑道滑下,從B點水平拋出時剛好對B點沒有壓力,已知滑道的傾角θ=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.求:
(1)運動員在B點時的速度大��;
(2)運動員在BC斜面的落點C到B點的距離(B點可認(rèn)為是BC斜面上的最高點)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車,當(dāng)力沿斜面向上,大小為F時,物體的加速度為a1;若保持力的方向不變,大小變?yōu)?F時,物體的加速度為a2,則( �。�
A.a1=a2B.a1<a2<2a1C.a2=2a1D.a2>2a1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.一直線運動的物體,從時間t到t+△t時,物體的位移為△s,那么t0limst為(  )
A.從時間t到t+△t時,物體的平均速度
B.時間t時該物體的瞬時速度
C.當(dāng)時間△t時該物體的速度
D.從時間t到t+△t時位移的平均變化率

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案