分析 (1)C恰好落地時(shí)A的速度最大,對系統(tǒng),應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出A的最大速度.
(2)B恰好落地時(shí)A、B的速度都為零,應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出A、B質(zhì)量的關(guān)系.
(3)在A上升過程中,B著地前,有兩個(gè)過程.第一個(gè)過程,剪斷細(xì)線至C著地.二個(gè)過程,C著地后至A、B速度為零,或者至B著地.應(yīng)用牛頓第二定律求出細(xì)線的拉力,然后求出輕桿對滑輪拉力的最大值.
解答 解:(1)由于m1<2m2,在C著地前,A向上加速運(yùn)動(dòng),又由于m2<m1,在C著地后,A向上減速運(yùn)動(dòng),所以當(dāng)C著地時(shí),A具有最大速度,設(shè)為vm,對對A、B、C系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)能定理得:
$2{m_2}gL-{m_1}gL=\frac{1}{2}({m_1}+2{m_2})υ_m^2$
解得:${υ_m}=\sqrt{\frac{{2(2{m_2}-{m_1})gh}}{{2{m_2}+m{\;}_1}}}$
(2)B恰好著地,A、B速度都為零,從C著地到B恰好著地,對A、B系統(tǒng),由動(dòng)能定理得:
${m_2}gL-{m_1}gL=0-\frac{1}{2}({m_1}+{m_2})υ_m^2$
解得:${m_1}=\sqrt{2}{m_2}$
(3)在A上升過程中,B著地前,細(xì)線中拉力不為零;B著地后,即使A繼續(xù)上升,細(xì)線中拉力為零.所以,在A上升過程中,輕桿對滑輪拉力的最大值出現(xiàn)在B著地前,設(shè)細(xì)線中拉力為T,輕桿對滑輪拉力為F,則 F=2T
在A上升過程中,B著地前,有兩個(gè)過程.
第一個(gè)過程,剪斷細(xì)線至C著地.設(shè)A、B、C加速度大小為a1,細(xì)線中拉力為T1,輕桿對滑輪拉力為F1,則由牛頓第二定律
對A:T1-m1g=m1a1
對B:2m2g-T1=2m2a1
又 F1=2T1
解得 ${F_1}=\frac{{8{m_1}{m_2}g}}{{({m_1}+2{m_2})}}$
第二個(gè)過程,C著地后至A、B速度為零,或者至B著地.設(shè)A、B加速度大小為a2,細(xì)線中拉力為T2,輕桿對滑輪拉力為F2,則由牛頓第二定律得
對A:m1g-T2=m1a2
對B:T2-m2g=m2a2
又 F2=2T2
解得:${F_2}=\frac{{4{m_1}{m_2}g}}{{{m_1}+{m_2}}}$
討論:由于有:${F_1}=\frac{{8{m_1}{m_2}g}}{{({m_1}+2{m_2})}}$>${F_2}=\frac{{4{m_1}{m_2}g}}{{{m_1}+{m_2}}}$
所以,在A上升過程中,輕桿對滑輪拉力的最大值為:${F_m}=\frac{{8{m_1}{m_2}g}}{{({m_1}+2{m_2})}}$
答:(1)A上升過程中的最大速度是$\sqrt{\frac{2(2{m}_{2}-{m}_{1})gh}{2{m}_{2}+{m}_{1}}}$;
(2)若B恰好著地,m1與m2的關(guān)系是 ${m_1}=\sqrt{2}{m_2}$;
(3)在A上升過程中,輕桿對滑輪拉力的最大值是$\frac{8{m}_{1}{m}_{2}g}{{m}_{1}+2{m}_{2}}$.
點(diǎn)評 本題分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程是解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用動(dòng)能定理與牛頓第二定律時(shí),要注意選擇研究對象和研究的過程,本題可定性判定出c觸地前輕桿對滑輪拉力最大,但必須判定.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0.2 g | B. | 0.4g | C. | 2.5 g | D. | 5g |
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A. | 由3節(jié)動(dòng)車加3節(jié)拖車編成的 | B. | 由6節(jié)動(dòng)車加2節(jié)拖車編成的 | ||
C. | 由3節(jié)動(dòng)車加9節(jié)拖車編成的 | D. | 由3節(jié)動(dòng)車加4節(jié)拖車編成的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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A. | 物體的初速度為0m/s | B. | 物體的加速度大小為2.0m/s2 | ||
C. | 2s末物體位于出發(fā)點(diǎn) | D. | 該物體0-4s內(nèi)的平均速度大小為零 |
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