如圖，水平足夠長光滑固定直桿AB上穿有質(zhì)量為M的滑塊，其上用光滑鉸鏈著一個長為L的輕桿，桿的另一端固定著一個質(zhì)量為M的小球，初始時，系統(tǒng)靜止，輕桿水平。

   1 給小球以豎直向上的初速v01，球到達最高點時桿與水平方向呈θ角，（θ<900），求v01。

    2 給小球以豎直向上的初速v02，球到達最高點時的速度為v，求v02。

         

【小題1】  

【小題2】


解析:

【小題1】此題中須弄清的幾個問題是，小球上升過程中，滑塊是向左還是向右運動；小球到達最高點時是否有速度；此時滑塊的速度方向如何；我們不妨這樣來分析，若沒有桿連接，則滑塊不動，且小球?qū)⒇Q直向上運動。即最初桿有被拉伸的趨勢。則滑塊將向左運動。運動中小球和滑塊在水平方向上不受外力，所以系統(tǒng)水平方向上動量守恒 ，①問中，假設(shè)小球在最高點時有水平向左的速度，則由水平方向動量守恒得滑塊將有向右的速度，則上面的分析可知，滑塊向左運動中出現(xiàn)向右的速度這是不可能的；若小球在最高點時有向左的速度，則由水平方向動量守恒可知，這時滑塊將具有水平向左的速度，二者速度相反，則小球還是要上升，那么此時的位置就不是最高的；若小球具有向上或向下的速度，即小球處于上升或下降的過程中，則小球此時的位置也不是最高的。

①問中小球在最高點時不可能有速度。即速度為0，則由系統(tǒng)水平方向動量守恒得滑塊此時的速度也是0，

則由系統(tǒng)機械能守恒（并非小球的機械能守恒）

得   mv012＝mgLsinθ，    解得v01＝  

【小題2】2問中小球在最高點時的速度不為0，即小球到達最高點時輕桿豎直且速度向右。

由水平方向動量守恒得

          mv－Mvx＝0

                    又由系統(tǒng)機械能守恒mv022＝mgL+mv2+Mvx2

                 以上兩式聯(lián)立，可解得v02＝

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌放在水平面上，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．燈泡的電阻RL=3R，調(diào)節(jié)電阻箱電阻R1=6R，現(xiàn)給金屬棒施加水平向右的恒力F，使棒由靜止開始運動，試求：
（1）金屬棒運動的最大速度為多大？
（2）當金屬棒運動距離為S0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始運動2S0的過程中，整個電路上產(chǎn)生的電熱能？
（3）R1為何值時，R1上消耗的電功率最大？最大電功率為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，水平放置的光滑平行的金屬導(dǎo)軌的間距為L，導(dǎo)軌電阻不計，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B豎直向上，金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m1、m2，其電阻分別為R1、R2，今使ab桿以初動能Ek沿導(dǎo)軌向左滑出，cd由靜止同時釋放，導(dǎo)軌足夠長，磁場范圍足夠大，則cd桿產(chǎn)生的電熱最大值是
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，水平放置的光滑導(dǎo)軌間距L=0.5m，空間有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場B=2T，一根長度也為L的金屬棒架在導(dǎo)軌上，以速度V=12m/s向右勻速切割磁感線，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，整個過程金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直并接觸良好，金屬棒的電阻r=1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌的右側(cè)由電動機M、電阻R以及電容器C組成如圖電路，已知電動機線圈內(nèi)阻R0=0.5Ω，電阻R=2Ω，電阻R上消耗的功率P=8W，電容器C=2μF，試求：
1）金屬棒兩端的電壓Uab．
2）金屬棒需要多大的動力支持才能保持這樣的運動．
3）電動機輸出的機械功率多大？
4）電容器的帶電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B，B恰與A前、后壁接觸，光滑斜面固定于水平地面上，一輕質(zhì)彈黃的一端與固定在斜面上的木板P連接，另一端與A相連，處于靜止狀態(tài)．今用平行于斜面向下的外力緩慢推A，然后由靜止釋放，則從釋放盒子A直至其獲得最大速度的過程中（　　）
A、彈簧對A做的功等于A機械能的增加量B、彈簧的彈性勢能一直減小，但并沒有減小到零C、彈簧彈性勢能的減少量等于A和B機械能的增加量D、彈簧對A做的功與A所受重力做功的代數(shù)和等于A動能的增加量

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