问题 问答题

(1)M从释放开始到第一次着地所用时间

(2)M第3次着地时系统损失的机械能与绳第3次绷直时系统损失的机械能之比

(3)M所走的全部路程(取三位有效数字)

答案

(1)1s(2)△E1:△E2=4:1 (3)2.83m 

(1)从开始到M第一次着地,设着地速度为v1的过程中,对系统:

由机械能守恒定律:MgH-mgH=(M+m)v12/2             ①……..(2分)

由动量定理得:   Mgt-mgt=(m+M)v1                 ②……..(2分)

解得:           t=1s                              …………(1分)

(2)设第3次着地时的速度为v3,此时系统损失的机械能△E1即为M的动能

E1=Mv32/2                        ③……….(1分)

m上升后落回速度仍为v3,绳绷直后达到共同速度v3′,损失能量△E2

绳绷直瞬间系统动量守恒,m的速度在M侧等效向上,与M同向:

m v3=(m+M) v3′                    ④……….(2分)

E2=mv32/2-(m+M) v32/2           ⑤………..(2分)

∴             △E1:△E2=4:1                     ………….(1分)

(3)设M第一次着地后被m带着上升的高度为H1

m v1=(m+M) v1′                    ⑥……….(1分)

MgH1-mgH1=(M+m)v12/2            ⑦……….(2分)

解方程①⑥⑦可得                   ……….(2分)

依此类推可得                      ……….(2分)

M所走的全部路程为 l=H+2H1+2H1+…2Hn=2.83m          ……….(2分)

单项选择题
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