如圖所示的裝置叫做阿特伍德機(jī),是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.繩子兩端的物體下落(上升)的加速度總是小于自由落體的加速度g,同自由落體相比,下落相同的高度,所花費(fèi)的時(shí)間要長,這使得實(shí)驗(yàn)者有足夠的時(shí)間從容的觀測(cè)、研究已知物體A、B的質(zhì)量相等均為M,物體C的質(zhì)量為m,輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì),繩子不可伸長,如果m=
1
4
M
,求:
(1)物體B從靜止開始下落一段距離的時(shí)間與其自由落體下落同樣的距離所用時(shí)間的比值;
(2)系統(tǒng)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)過程中物體C對(duì)B的拉力.
(1)設(shè)物體的加速度為a,繩子的張力為T,
對(duì)物體A:T-Mg=Ma
對(duì)B、C整體:(M+m)g-T=(M+m)a
解得a=
m
2M+m
g

因?yàn)閙=
1
4
M

所以a=
m
2M+m
g=
1
9
g

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得,h=
1
2
at2
,h=
1
2
gt02

解得
t
t0
=
g
a
=3

所以物體B從靜止開始下落一段距離的時(shí)間是自由下落同樣距離所用時(shí)間的3倍.
(2)設(shè)B、C間的拉力為F,
對(duì)C物體:mg-F=ma
F=mg-ma=
8
9
mg

由牛頓第三定律知,C對(duì)B的拉力為
8
9
mg

答:(1)物體B從靜止開始下落一段距離的時(shí)間與其自由落體下落同樣的距離所用時(shí)間的比值為3.(2)系統(tǒng)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)過程中物體C對(duì)B的拉力為
8
9
mg
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,長12m質(zhì)量為50kg的木板右端有一立柱.木板置于水平地面上,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,質(zhì)量為50kg的人立于木板左端,木板與人均靜止,當(dāng)人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至板的右端時(shí),立刻抱住立柱,取(g=10m/s)試求:
(1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小.
(2)人在奔跑過程中木板的加速度.
(3)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)小物塊用輕繩連接,繩跨過斜面頂端的輕定滑輪,繩平行于斜面,滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì),已知M=2m.開始時(shí),用手托物塊M,使M離水平面的高度為h=0.5m,物塊m靜止在斜面底端.撤去手,使M和m從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過t=0.5s,M落到水平面上,停止運(yùn)動(dòng),由于繩子松弛,之后物塊m不再受到繩子的拉力作用.求:(g取10m/s2
(1)物塊M豎直向下運(yùn)動(dòng)過程加速度的大;
(2)物塊m沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離?(假設(shè)斜面足夠長)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,水平傳送帶A、B兩端點(diǎn)相距x=4m,以υ0=4m/s的速度(始終保持不變)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn),今將一小煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放至A點(diǎn)處,已知小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2,由于小煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng),會(huì)在傳送帶上留下劃痕,則小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中(  )
A.小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是2.25s
B.小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是1.5s
C.劃痕長度是0.5m
D.劃痕長度是2m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

在光滑的水平地面上,放著兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體;某個(gè)水平力作用在質(zhì)量為m1的物體上,可以使其產(chǎn)生大小為a的加速度;當(dāng)這個(gè)力作用在質(zhì)量為m2的物體上時(shí),產(chǎn)生的加速度大小為______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一個(gè)彈簧臺(tái)秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都不計(jì),盤內(nèi)放一個(gè)物體P處于靜止,P的質(zhì)量m=12kg,彈簧的勁度系數(shù)k=300N/m.現(xiàn)在給P施加一個(gè)豎直向上的力F,使P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知在t=0.2s內(nèi)F是變力,在0.2s以后F是恒力,g=10m/s2,則F的最小值是______,F(xiàn)的最大值是______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,光滑水平面上靜止放置著一輛平板車A,.車上有兩個(gè)小滑塊B和C,A、B、C三者的質(zhì)量分別是3m、2m、m.B與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,而C與車板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2μ.開始時(shí)B、C分別從車板的左、右兩端同時(shí)以大小相同的初速度vo相向滑行.已知滑塊B、C最后都沒有脫離平板車,則車的最終速度v是(  )
A..v=
1
2
v0
B.v=
1
6
v0
C.v=
1
3
v0
D.v=0

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,正以速度v勻速行駛的車廂,忽然改為以加速度a作勻加速直線運(yùn)動(dòng),則離車廂底為h高的小球?qū)⒙湎,落下點(diǎn)距架子的水平距離為( 。
A.零B.
a
g
h
C.v
2h
g
D.v
2h
a

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某學(xué)生做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)在平衡摩擦力時(shí),把長木板的一端墊得過高,使得傾角偏大.他所得到的a-F關(guān)系可用下列哪根圖線表示?圖中a是小車的加速度,F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力.(  )
A.B.C.D.

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