问题 计算题

如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮,跨过定滑轮的质量不计的绳(绳承受拉力足够大)两端分别连接物块A和B,A的质量为m0,B的质量m是可以变化的,当B的质量改变时,可以得到A加速度变化图线如图乙所示,不计空气阻力和所有的摩擦,A加速度向上为正。

(1)求图乙中a1、a2和m1的大小。

(2)根据牛顿定律和运动学规律,证明在A和B未着地或与滑轮接触时,AB系统机械能守恒。

(3)若m0=0.8kg,m=1.2kg,AB开始都在离水平地面H=0.5m处,由静止释放AB,且B着地后不反弹,求A上升离水平地面的最大高度。(g取10m/s2

答案

解:(1)mg-F=ma

F-m0g=m0a 得a=g

当m→∞时,a1=g

当m=0时,a2=-g

当a=0时,m=m1=m0

(2)设A开始离水平面h1,B开始离水平面h2

由静止释放A上升到高度h1′,B下降到高度h2′,

则h1′-h1=h2-h2′=h

代入(1)问中加速度a,AB发生h位移时速度为v,v2=2ah

A、B系统机械能守恒。

(3)从H=0.5m高处释放,AB加速度

B着地时A速度

接着A做竖直上抛,上升h,

A距离水平面最大高度hm=2H+h=1.1m。

单项选择题
单项选择题