如圖所示,質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上,質(zhì)量m=1kg的小球(視為質(zhì)點)通過長L=0.5m的輕桿與滑塊上的光滑軸O連接,滑塊和軌道不會影響到小球和輕桿在豎直平面內(nèi)繞O軸的轉(zhuǎn)動.開始時輕桿處于水平狀態(tài).現(xiàn)給小球一個豎直向下的初速度,取g=10m/s2
(1)若鎖定滑塊,要使小球在繞O軸轉(zhuǎn)動時恰能通過圓周的最高點,求初速度v0的大。
(2)若解除對滑塊的鎖定,并讓小球豎直向下的初速度為v′0=3 m/s,試求小球相對于初始位置能上升的最大高度.
分析:(1)若鎖定滑塊,小球恰能通過最高點的速度為零,由機械能守恒求解初速度v0的大。
(2)若解除對滑塊的鎖定,當(dāng)小球升至最高時小球的豎直分速度為零.由系統(tǒng)水平方向動量守恒和機械能守恒,求解小球相對于初始位置能上升的最大高度.
解答:解:(1)若鎖定滑塊,小球恰能通過最高點的速度可認為等于零
對m,由機械能守恒得:
1
2
mv
 
2
0
=mgL   
故 v0=
2gL
=
2×10×0.5
m/s=
10
m/s   
(2)若解除對滑塊的鎖定,當(dāng)小球升至最高時小球的豎直分速度為零.因水平方向動量守恒,故小球的水平分速度也為零,同時滑塊速度也為零.           
由系統(tǒng)機械能守恒得:
1
2
mv02=mgh                            
解得小球相對于初始位置能上升的最大高度 h=
v
′2
0
2g
=
32
2×10
m=0.45m           
答:(1)初速度v0的大小為
10
m/s.(2)小球相對于初始位置能上升的最大高度為0.45m.
點評:此題是系統(tǒng)動量守恒和機械能守恒,關(guān)鍵是分析解除對滑塊的鎖定時小球的豎直分速度.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?荊州模擬)如圖所示,質(zhì)量m=2.2kg的金屬塊放在水平地板上,在與水平方向成θ=37°角斜向上、大小為F=10N的拉力作用下,以速度v=5.0m/s向右做勻速直線運動.(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:
(1)金屬塊與地板間的動摩擦因數(shù);
(2)如果從某時刻起撤去拉力,撤去拉力后金屬塊在水平地板上滑行的最大距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量m=2.0kg的木塊靜止在水平面上,用大小F=20N、方向與水平方向成θ=37°角的力拉動木塊,當(dāng)木塊運動到x=10m時撤去力F.不計空氣阻力.已知木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.g取10m/s2.求:
(1)撤去力F時木塊速度的大;
(2)撤去力F后木塊運動的時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量m=2.0×104kg的汽車以不變的速度先后駛過凹形橋面和凸形橋面,兩橋面的圓弧半徑均為20m.由于輪胎太舊,如果受到超過3×105N的壓力時就會出現(xiàn)爆胎,則:
(1)汽車在行駛過程中,在哪個位置最可能出現(xiàn)爆胎?
(2)為了使汽車安全過橋,汽車允許的最大速度是多少?
(3)若以(2)中所求得速度行駛,汽車對橋面的最小壓力是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量m=2.0kg的金屬塊放在水平地板上,在與水平方向成θ=37°角斜向上、大小為F=10N的拉力作用下,以速度v=5.0m/s向右做勻速直線運動.(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:
(1)撤去拉力后物體運動的加速度
(2)撤去拉力后物體運動的最長時間.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?海淀區(qū)一模)如圖所示,質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場強度為E1的勻強電場中.取g=10m/s2
(1)求勻強電場的電場強度E1的大小和方向;
(2)在t=0時刻,勻強電場強度大小突然變?yōu)镋2=4.0×103N/C,且方向不變.求在t=0.20s時間內(nèi)電場力做的功;
(3)在t=0.20s時刻突然撤掉電場,求帶電微;氐匠霭l(fā)點時的動能.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案