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15.如圖所示,光滑固定的豎直桿上套有一個質量m=0.4kg的小物塊A,不可伸長的輕質細繩通過固定在墻壁上、大小可忽略的定滑輪D,連接物塊A和小物塊B,虛線CD水平,間距d=0.72m,此時連接物塊A的細繩與豎直桿的夾角為37°,物塊A恰能保持靜止.不計摩擦和空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物塊B的質量;
(2)現將物體A移至C處由靜止釋放,求A、B的最大速度各為多少?

分析 (1)初始位置,先后對B和A受力分析,根據平衡條件列式求解;
(2)從A到C過程,三個物體過程的系統只有動能和重力勢能相互轉化,系統機械能守恒,根據守恒定律列式求解.

解答 解:(1)設B物塊的質量為M,繩子拉力為T;根據平衡條件:
Tcos37°=mg                                   
T=Mg                                                            
聯立解得:M=0.5kg                                         
(2)當A回到夾角為37°時,兩物體的速度達最大,由機械能守恒定律可得:
$mg\fracp9vv5xb5{{tan{{37}°}}}-Mg(\fracp9vv5xb5{{sin{{37}°}}}-d)=\frac{1}{2}mv_A^2+\frac{1}{2}Mv_B^2$
根據運動的合成和分解可知:
${v_A}cos{37^o}={v_B}$
聯立解得:
vA=2m/s,vB=1.6m/s           
答:(1)物塊B的質量為0.5kg;
(2)現將物體A移至C處由靜止釋放,求A、B的最大速度各為2m/s和1.6m/s.

點評 本題是繩系的系統問題,要根據系統的狀態選擇相應的規律求解,當系統處于靜止狀態,采用隔離法,運用平衡條件研究;對于第二問中的系統機械能守恒,也可以對系統運用動能定理列式求解

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.如圖a所示為“研究加速度與質量關系”的實驗裝置,小車和車上砝碼的總質量為M,保持吊盤和盤中物塊的總質量m不變,主要實驗步驟如下:
a.平衡摩擦力:先不放小吊盤,在長木板不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊,并反復移動其位置,直到用手輕撥小車,打點計時器能在紙帶上打出一系列均勻的點,關閉電源.
b.吊上小吊盤,放入適當的物塊,將小車停在打點計時器附近,接通電源,后釋放小車,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,關閉電源.
c.改變小車中砝碼的質量,重復步驟b.
d.在每條紙帶上清晰的部分,每5個間隔標注一個計數點.測量相鄰計數點的間距s1,s2,s3,???.求出相應的加速度a.
完成下列填空:
①如圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,A、B、C、D、E 是計數點,計數點間的距離如圖所示,相鄰計數點間時間間隔0.1s,根據圖中數據可得,打下C點時小車的瞬時速度大小為0.48m/s,運動過程中小車的加速度大小為0.79m/s2(結果保留2位有效數字).

②設圖b中的圖線斜率為k,則吊盤和盤中物塊的總質量m=$\frac{1}{kg}$.(用題中物理量的符號表示,重力加速度為g)
③甲同學以$\frac{1}{M}$為橫坐標,a為縱坐標,在坐標紙上作出a-$\frac{1}{M}$的圖線的示意圖如圖c所示,圖線上部彎曲的原因是:沒有滿足M>>m.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,兩段等長絕緣細線將質量分別為2m、m的帶電小球A、B懸掛在O點,小球A的電量為+4q、小球B的電量為-q.現加上水平向右的勻強電場,當系統處于靜止狀態時,可能出現的狀態應是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,需測量一個標有“3V,1.5W”燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流.現有如下器材:
直流電源(電動勢3.0V,內阻不計)
電流表A1(量程3A,內阻約0.1Ω)
電流表A2 (量程0.6A,內阻約5Ω)
電壓表V1(量程3V,內阻約3kΩ)
電壓表V2(量程15V,內阻約200kΩ)
滑動變阻器R1(阻值0-10Ω,額定電流1A)
滑動變阻器R2 (阻值0-1kΩ,額定電流0.3A)
①該實驗中,電流表應選擇A2(填“A1”或“A2”),電壓表應選擇V1(填“V1”或“V2”),滑動變阻器應選擇R1(填“R1”或“R2”).
②某同學用導線a、b、c、d、e、f、g和h連接成如圖甲所示的電路,請在圖乙方框中完成實驗的電路圖.

③表是學習小組在實驗中測出的6組數據,某同學根據表格中的數據在方格紙上已畫出了5個數據的對應點,請你畫出第4組數據的對應點,并作出該小燈泡的伏安特性曲線.
U(V)I(A)
100
20.50.17
31.00.30
41.50.39
52.00.45
62.50.49
④若將該燈泡與一個6.0Ω的定值電阻串聯,直接接在題中提供的電源兩端,請估算該小燈泡的實際功率P=0.34W(保留兩位有效數字).(若需作圖,可直接畫在第③小題圖中)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.下列幾種電場的電場線表征勻強電場的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.在研究勻變速直線運動的實驗中,如圖(a)所示為一次記錄小車運動情況的打點紙帶.打點計時器接交流電源,交流電頻率50Hz,則每隔0.02s打一個點,圖中A、B、C、D、E相鄰記數點間有4個打點未標出.

(1)各點瞬時速度,VB=0.875m/s  VC=1.225m/s.VD=1.575m/s
(2)在如圖(b)所示坐標中作出小車的v-t圖線,并根據圖線求出a=3.5m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.某同學用伏安法測小燈泡的電阻時,誤將電流表和電壓表接成如圖所示的電路,接通電源后,可能出現的情況是(  )
A.電流表燒壞B.小燈泡不亮C.小燈泡燒壞D.電壓表燒壞

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.現有甲乙兩組同學分別利用如圖1所示裝置進行測量重物下落加速度和驗證機械能守恒定律的實驗.
(1)甲組同學利用如圖1所示裝置進行測量重物下落加速度的實驗,按實驗中需要調整好儀器,由靜止釋放重物,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選出一條點跡清晰的紙帶.測出各計時點到紙帶上打下的第一個點的距離x,同時記錄各計時點到第一個點的時間t,最終做出$\frac{x}{t}$-t如圖2所示
①圖象在縱軸上產生截距的原因:實驗時先釋放重物,后接通電源
②若圖象的斜率為k,則重物下落的加速度為2k
(2)乙組同學采用圖示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗,操作均正確.打出的一條紙帶如圖3所示,相鄰兩點之間的時間間隔為0.02s,重物質量為1kg,則根據紙帶可以計算出下落到D點時重力勢能的減少量為1.54J,動能的增加量為1.53J(結果保留3位有效數字,g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.某同學利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動勢(電動勢E大約在9V左右,內阻r約為50Ω.)已知該電池允許輸出的最大電流為150mA,該同學利用如圖1所示的電路進行實驗,圖中電壓表的內阻約為2kΩ,R為電阻箱,阻值范圍0~9999Ω,R0是定值電阻,起保護電路的作用.改變電阻箱阻值,取得多組數據,作出了如圖2所示的圖線,則根據該同學所作的圖線可求得該電池的電動勢E為10 V,內阻r為50Ω.(結果保留兩位有效數字)

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