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如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接,...

如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接,另一端和套在光滑竖直杆上的物体m2连接,图中定滑轮到竖直杆的距离为manfen5.com 满分网m,又知当物体m2由图中位置从静止开始下滑1m时,m1和m2受力恰好平衡.
求:
(1)m2下滑过程中的最大速度.
(2)m2下滑的最大距离.

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(1)以两个物体组成的系统为研究对象,只有重力对系统做功,其机械能守恒.当m1和m2受力恰好平衡时,速度最大,由平衡条件和机械能守恒定律求解最大速度. (2)当两个物体的速度到达零时,m2下滑的距离最大,再由机械能守恒定律求解最大距离. 【解析】 (1)以两个物体组成的系统为研究对象,只有重力对系统做功,其机械能守恒,当m1和m2受力恰好平衡时,速度最大,则有   m2gh=m1g(-r)sin30°++ 当物体m2由图中位置从静止开始下滑1m时,由几何关系得知,拉m2的绳子与竖直方向的夹角为60° 则v1m= 由平衡条件得:Tcos60°=m2g,T=m1gsin30°,则得,m1=4m2 由题,r=,h=1m,联立解得,vm=2.15m/s (2)设m2下滑的最大距离为x,此时两个物体的速度均为零,则有   m2gx=m1g(-r)sin30° 代入解得,x=2.3m 答:(1)m2下滑过程中的最大速度是2.15m/s. (2)m2下滑的最大距离是2.3m.
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考点分析:
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附加题
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(2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力.

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(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是①______
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度,则该段重锤重力势能的减少量为②______,而动能的增加量为③______(保留3位有效数字,重锤质量为m).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量④______(填“大于”或“小于”)动能的增加量,原因是⑤______
(3)另一位同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,不过他数了一下,从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点,因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度,得到动能的增加量为⑥______(保留3位有效数字),这样他发现重力势能的减少量⑦______(填“大于”或“小于”)动能的增加量,原因是⑧______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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