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机械能守恒定律
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如图所示，质量为M的直木棒悬挂在O点，一只质量为m的猴子抓住木棒．剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬．设在猴子与木棒接触的时间内木棒沿竖直方向
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，质量为M的直木棒悬挂在O点，一只质量为m的猴子抓住木棒．剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬．设在猴子与木棒接触的时间内木棒沿竖直方向下落，并且猴子相对于地面的高度保持不变，忽略空气阻力．从剪断细绳起计时，若猴子沿木棒向上爬了时间t，则在这段时间内木棒的机械能的改变量为______，在t时刻猴子做功的功率为______．
◎ 答案
对棒和小猴整体受力分析，受到重力，根据牛顿第二定律，有
（M+m）g=Ma
解得
a=
(M+m)g
M
经过时间t，木棒的速度为：v=at=
(M+m)g
M
t
；
下降的高度为：h=
1
2
a
t
2
=
(M+m)g
t
2
2M
故重力势能减小量为Mgh=
M(M+m)
g
2
t
2
2M
，动能增加量为
1
2
M
v
2
=
(M+m
)
2
g
2
t
2
2M
；
故机械能增加量为
1
2
M
v
2
-Mgh
=
m(M+m)
2M
g
2
t
2
；
再对棒受力分析，受重力和向下的摩擦力，根据牛顿第二定律，有
Mg+f=Ma
解得
f=Ma-Mg=mg
故小猴在t时刻做功的瞬时功率为：P=fv=mgv=
m(M+m)
M
g
2
t
；
故答案为：
m(M+m)
2M
g
2
t
2
，
m(M+m)
M
g
2
t
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量为M的直木棒悬挂在O点，一只质量为m的猴子抓住木棒．剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬．设在猴子与木棒接触的时间内木棒沿竖直方向…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/369533.html
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