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manfen5.com 满分网如图所示,一质量不计的细线绕过无摩擦的轻质小定滑轮O与质量为5m的重物相连,另一端与套在一根固定的光滑的竖直杆上质量为m的圆环相连,直杆上有A、B、C三点,且B为A、C的中点,AO与竖直杆的夹角θ=53°,B点与滑轮O在同一水平高度,滑轮与竖直杆相距为L,重力加速度为g,设直杆足够长,圆环和重物运动过程中不会与其他物体相碰.现将圆环由A点静止开始释放(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6),试求:
(1)重物下降到最低点时圆环的速度大小;
(2)圆环能下滑的最大距离;
(3)圆环下滑到C点时的速度大小.
(1)当圆环运动到B点时,重物下降到最低点位置,则取环与重物作为系统,由于只有重力做功,所以系统的机械能守恒,因此根据机械能守恒定律可解出圆环的速度大小; (2)当圆环下滑到最大距离时,圆环与重物的速度均为零,再由机械能守恒定律,结合几何关系可求出圆环下滑的最大距离; (3)圆环下滑到C点时,根据几何关系来确定变化的高度,再由机械能守恒定律,并结合运动的分解来确定圆环下滑到C点时的速度大小. 【解析】 (1)圆环到B点时,重物下降到最低点,此时重物速度为零. 根据几何关系可知:圆环下降高度为hAB=L,                   重物下降的高度为△h=L-L=L 系统只有重力做功,所以系统机械能守恒 则有:mghAB+5mg△h=mv12 由上可解得:圆环的速度为v1=2 (2)圆环能下滑最大距离H时,圆环和重物速度均为零. 由几何关系可得:重物上升的高度△H=-L 由于系统只有重力做功,所以系统机械能守恒 则有:mgH=5mg△H 解得:H=L (3)圆环到C点时,下落高度hAC=L,重物高度不变, 设圆环速度为v2,此时重物速度为v2cos53°. 系统机械能守恒 则有:mghAB=mv22+×5m(v2cos53°)2 解得:v2= 答:(1)重物下降到最低点时圆环的速度大小为2; (2)圆环能下滑的最大距离L; (3)圆环下滑到C点时的速度大小为.
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考点分析:
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(2)求第一个小铁块放上后,木板运动L时速度的大小v1
(3)请在图乙中画出木板的运动距离x在0≤x≤4L范围内,木板动能变化量的绝对值|△EK|与x的关系图象(不必写出分析过程,其中0≤x≤L的图象已画出).

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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