光滑水平面上放着质量mA=lkg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

光滑水平面上放着质量mA=lkg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J.在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C.取g=l0m/s2,求
(1)绳拉断后B的速度VB的大小;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W.
魔方格

◎ 答案

(1)设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB,到达C点的速率为vC
根据B恰能到达最高点C有:
  F=mBg=mB
v2c
R
-----①
对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理:
-2mBgR=
1
2
mBvc2-
1
2
mBvB2---------②
 由①②解得:vB=5m/s.
  (2)设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1,取向右为正方向,
  弹簧的弹性势能转化给B的动能,Ep=
1
2
mBv12------③
    根据动量定理有:I=mBvB-mBv1 -----------------④
   由③④解得:I=-4 N?s,其大小为4N?s
  (3)设绳断后A的速率为vA,取向右为正方向,
  根据动量守恒定律有:mBv1=mBvB+mAvA-----⑤
 根据动能定理有:W=
1
2
mAvA2------⑥
 由⑤⑥解得:W=8J
答:(1)绳拉断后B的速度VB的大小是5m/s;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小是4N?s;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W是8J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“光滑水平面上放着质量mA=lkg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【弹性势能】,【动能定理】,【功能关系】,【动量定理】  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。

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