如图所示,一轻绳穿过光的定滑轮,两端各拴一小物块,它们的质量分别为m1、m2,已知m2=3m1,起始时m1放在地上,m2离地面高度为h=1.00m,绳子处于拉直状态,然后放手,设物块

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一轻绳穿过光的定滑轮,两端各拴一小物块,它们的质量分别为m1m2,已知m2=3m1,起始时m1放在地上,m2离地面高度为h=1.00m,绳子处于拉直状态,然后放手,设物块与地面相碰时完全没有弹起(地面为水平沙地),绳不可伸长,绳中各处拉力均相同,在突然提拉物块时绳的速度与物块相同,试求m2所走的全部路程(取三位有效数字).

◎ 答案

1.13m

◎ 解析

m2h高处下落,落地前的速度为v,对系统,由机械能守恒定律可得  ①
m2落地与地面碰撞后,速度变为零,m1以速度v做竖直上抛运动,后又自由落下,在绳刚伸直但尚未绷紧时,其速度仍为v,在绳绷紧的瞬间m1的动量由m1v变为m1v1m2的动量由0变为m2v1,因绳绷紧的瞬间,绳中拉力远大于物块重力,因此可以认为这一过程动量守恒,选m1m2的运动方向为正方向,有
m1v=(m1m2)v1,                          ②
这以后m2以速度v1向上运动,m1v1向下运动,当m2上升至最高点(设其高度为h1)时,m1m2的速度皆为零,由机械能守恒有
              ③
由①②③式解得           ④
m2到达高度h1后,又从该处下落,并到达地面,与前面的过程相似,m2第二次上升到最点,其高度为h2,按上面的计算,有

依次类推,可得
因而m2走过的路程为





.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一轻绳穿过光的定滑轮,两端各拴一小物块,它们的质量分别为m1、m2,已知m2=3m1,起始时m1放在地上,m2离地面高度为h=1.00m,绳子处于拉直状态,然后放手,设物块…”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。

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