如圖4-3-20,質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連, 彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài).一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤.開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向.現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升.若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為(m1+m3)的物體D,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放,則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少?已知重力加速度g.

圖4-3-20

思路解析:開(kāi)始時(shí),A、B靜止,設(shè)彈簧壓縮量為x1,有

kx1=m1g                                                                      ①

掛C并釋放后,C向下運(yùn)動(dòng),A向上運(yùn)動(dòng),設(shè)B剛要離地時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x2,有

kx2=m2g                                                                      ②

B不再上升,表示此時(shí)A和C的速度為零,C已降到其最低點(diǎn).由機(jī)械能守恒,與初始狀態(tài)相比,彈簧彈性勢(shì)能的增加量為

ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)                                                      ③

C換成D后,當(dāng)B剛離地時(shí)彈簧彈性勢(shì)能的增量與前一次相同,由能量關(guān)系得

(m3+m1)v2+m1v2=(m3+m1)·g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE                            ④

由③④式得

(2m1+m3)v2=m1g(x1+x2)                                                      ⑤

由①②⑤式得

v=.

答案:v=

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖8-3-11所示,豎直圓筒是固定不動(dòng)的,粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍,細(xì)筒足夠長(zhǎng),粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞間封有空氣,氣柱長(zhǎng)L=20 cm,活塞A上方的水銀深H=10 cm,兩活塞與筒壁間的摩擦不計(jì).用外力向上托住活塞B,使之處于平衡狀態(tài),水銀面與粗筒上端相平,現(xiàn)使活塞B緩慢上移,直至水銀的一半被推入細(xì)筒中,求活塞上B移的距離,設(shè)在整個(gè)過(guò)程中氣柱的溫度不變,大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于75 cm的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng).

圖8-3-11

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圖8-3-11

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(2010·江門模擬)如圖4所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=2 kg、m2=3 kg的物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接.兩個(gè)大小分別為F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分別作用在m1、m2上,則                                                              (  )

A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是10 N

B.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50 N

C.在突然撤去F2的瞬間,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變

D.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度不變

圖4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解