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如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定...

manfen5.com 满分网如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg小球A.半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道,竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响,g取10m/s2.现给小球A一个水平向右的恒力F=55N.求:(1)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,力F做的功;(2)小球B运动到C处时的速度大小;(3)小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等.
(1)由几何关系可求得拉力作用的位移,由功的公式可求得拉力的功; (2)由动能定理可求得小球的速度; (3)由几何关系可得出速度相等时B的高度. 【解析】 (1)小球B运动到P点正下方过程中的位移为 xA=-0.1=0.4(m) 拉力的功: WF=FxA=22J (2)对小球B由动能定理得WF-mgR=mv2 代入数据得:v=4m/s (3)当两速度同向时,两球速度相等,故当绳与圆环相切时两球的速度相等.由几何关系可得: hB=Rcosα=R=0.225m 答:(1)拉力的功为22J;(2)小球B的速度4m/s;(3)小球到达0.225m时,两球速度相等.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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