如图所示,一条质量不计的细线一端拴一个质量为M的砝码,另一端系一个质量为m的圆环,将圆环套在一根光滑的竖直杆上.滑轮与竖

如图所示,一条质量不计的细线一端拴一个质量为M的砝码,另一端系一个质量为m的圆环,将圆环套在一根光滑的竖直杆上.滑轮与竖直杆相距0.3m,环与滑轮在同一水平位置,由静止开始释放,环向下滑的最大距离是0.4m,不计摩擦力.问(1)M:m=?(2)圆环下滑0.3m时速度多大?
鬼人神 1年前 已收到2个回答 举报

airen4628039 幼苗

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解题思路:(1)环向下滑动过程中,环与砝码组成的系统机械能守恒,据此列式,可求出M:m.
(2)圆环下滑0.3m时,将环的速度进行分解,得到环与砝码速度的关系式,再根据机械能守恒定律列式,联立即可求得圆环的速度.

(1)环向下滑动过程中,环与砝码组成的系统机械能守恒,则有
Mgs=mgh ①
又由几何知识有h=
s2+L2-L=
0.42+0.32-0.3=0.2m ②
由①②得 M:m=2:1
(2)设圆环下滑0.3m时速度为v1,砝码的速度为v2,此时环上的细线与竖直方向的夹角为α.
则α=45°
根据环的速度沿细线方向的分速度等于砝码的速度,得v1cos45°=v2
又由机械能守恒得:Mgs′=mg(
s′2+L2-L)+[1/2M
v21]+[1/2m
v22]
由题 s′=L=0.3m
联立以上两式,代入数据解得,v1=0.72m/s
答:(1)M:m=2:1
(2)圆环下滑0.3m时速度为0.72m/s.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律.

考点点评: 本题是系统的机械能守恒问题,关键是运用速度的分解法得到两个物体之间速度的关系.

1年前

6

symln2000 幼苗

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因为环受力不是恒定的,是随绳子的角度的变化而变化的,很难计算比值。所以要用机械能守恒定律,也就是前后两次的功来计算。

1年前

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