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如图所示 一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接 另一

时间:2019-04-10 13:22:47

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如图所示 一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接 另一

问题补充:

如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接,另一端和套在光滑竖直杆上的物体m2连接,图中定滑轮到竖直杆的距离为m,又知当物体m2由图中位置从静止开始下滑1m时,m1和m2受力恰好平衡.

求:

(1)m2下滑过程中的最大速度.

(2)m2下滑的最大距离.

答案:

解:(1)以两个物体组成的系统为研究对象,只有重力对系统做功,其机械能守恒,当m1和m2受力恰好平衡时,速度最大,则有

? m2gh=m1g(-r)sin30°++

当物体m2由图中位置从静止开始下滑1m时,由几何关系得知,拉m2的绳子与竖直方向的夹角为60°

则v1m=

由平衡条件得:Tcos60°=m2g,T=m1gsin30°,则得,m1=4m2

由题,r=,h=1m,联立解得,vm=2.15m/s

(2)设m2下滑的最大距离为x,此时两个物体的速度均为零,则有

? m2gx=m1g(-r)sin30°

代入解得,x=2.3m

答:(1)m2下滑过程中的最大速度是2.15m/s.

(2)m2下滑的最大距离是2.3m.

解析分析:(1)以两个物体组成的系统为研究对象,只有重力对系统做功,其机械能守恒.当m1和m2受力恰好平衡时,速度最大,由平衡条件和机械能守恒定律求解最大速度.

(2)当两个物体的速度到达零时,m2下滑的距离最大,再由机械能守恒定律求解最大距离.

点评:本题是绳系的系统机械能守恒问题,平衡只是其中的一个状态,由平衡条件和机械能守恒定律及几何知识结合求解,难度适中.

如图所示 一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m1连接 另一端和套在光滑竖直杆上的物体m2连接 图中定滑轮到竖直杆的距离为m 又知当物体m2由

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