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如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质...

如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgk>1.断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失,棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求:

1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度。

2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s.

3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W.

 

1)(k-1)g,方向竖直向上(2)(3) 【解析】试题分析:在棒上升的过程中,环要受到重力的作用,同时由于环向下运动而棒向上运动,环还要受到棒的向上的摩擦力的作用,根据牛顿第二定律列式可以求得加速度的大小.棒运动的总路程为原来下降的高度H,加上第一次上升高度的两倍,对棒受力分析可以求得棒的加速度的大小,在由运动学公式可以求得上升的高度.整个过程中能量的损失都是由于摩擦力对物体做的功,所以根据能量的守恒可以较简单的求得摩擦力对环及棒做的总功. (1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为 环受合力 ① 由牛顿第二定律 ② 由①②得,方向竖直向上 (2)设以地面为零势能面,向上为正方向,棒第一次落地的速度大小为v1. 由机械能守恒得: 解得 设棒弹起后的加速度 由牛顿第二定律 棒第一次弹起的最大高度 解得 棒运动的路程 (3)设环相对棒滑动距离为l 根据能量守恒 摩擦力对棒及环做的总功 解得  
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B.物块释放时的位置到测速度的距离L

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D.物块从释放到Q点经历的时间

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A.     B.       C.     D.

 

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