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如圖4-3-20,質量為m1的物體A經一輕質彈簧與下方地面上的質量為m2的物體B相連, 彈簧的勁度系數為k,A、B都處于靜止狀態.一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤.開始時各段繩都處于伸直狀態,A上方的一段繩沿豎直方向.現在掛鉤上掛一質量為m3的物體C并從靜止狀態釋放,已知它恰好能使B離開地面但不繼續上升.若將C換成另一個質量為(m1+m3)的物體D,仍從上述初始位置由靜止狀態釋放,則這次B剛離地時D的速度的大小是多少?已知重力加速度g.

圖4-3-20

思路解析:開始時,A、B靜止,設彈簧壓縮量為x1,有

kx1=m1g                                                                      ①

掛C并釋放后,C向下運動,A向上運動,設B剛要離地時彈簧伸長量為x2,有

kx2=m2g                                                                      ②

B不再上升,表示此時A和C的速度為零,C已降到其最低點.由機械能守恒,與初始狀態相比,彈簧彈性勢能的增加量為

ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2)                                                      ③

C換成D后,當B剛離地時彈簧彈性勢能的增量與前一次相同,由能量關系得

(m3+m1)v2+m1v2=(m3+m1)·g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE                            ④

由③④式得

(2m1+m3)v2=m1g(x1+x2)                                                      ⑤

由①②⑤式得

v=.

答案:v=

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-11所示,豎直圓筒是固定不動的,粗筒橫截面積是細筒的4倍,細筒足夠長,粗筒中A、B兩輕質活塞間封有空氣,氣柱長L=20 cm,活塞A上方的水銀深H=10 cm,兩活塞與筒壁間的摩擦不計.用外力向上托住活塞B,使之處于平衡狀態,水銀面與粗筒上端相平,現使活塞B緩慢上移,直至水銀的一半被推入細筒中,求活塞上B移的距離,設在整個過程中氣柱的溫度不變,大氣壓強p0相當于75 cm的汞柱產生的壓強.

圖8-3-11

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科目:高中物理 來源: 題型:

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圖8-3-11

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010·江門模擬)如圖4所示,兩個質量分別為m1=2 kg、m2=3 kg的物體置于光滑的水平面上,中間用輕質彈簧測力計連接.兩個大小分別為F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分別作用在m1m2上,則                                                              (  )

A.彈簧測力計的示數是10 N

B.彈簧測力計的示數是50 N

C.在突然撤去F2的瞬間,彈簧測力計的示數不變

D.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度不變

圖4

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解