如图所示,A、B两个小物体(可看成质点)的质量分别为2m、m,它们栓接在跨过定滑轮的细绳两端,细绳不可伸长,且能承受足够大的拉力.B物体悬吊着静止时,A也静止在地面上

发布时间:2020-08-08 21:41:18

如图所示,A、B两个小物体(可看成质点)的质量分别为2m、m,它们栓接在跨过定滑轮的细绳两端,细绳不可伸长,且能承受足够大的拉力.B物体悬吊着静止时,A也静止在地面上,A、B与定滑轮轮轴之间的竖直距离分别为2L、L.现将B物体竖直向上提高距离l,再将其从静止释放.每次细绳被拉直时A、B速度的大小立即变成相等,且速度方向相反,由于细绳被拉直的时间极短,此过程中重力的作用可以忽略不计.物体与地面接触时,速度立即变为0,直到再次被细绳拉起.细绳始终在滑轮上,且不计一切摩擦.重力加速度为g.求
(1)细绳第一次被拉直瞬间绳对A冲量的大小;
(2)A第一次上升过程距离地面的最大高度;
(3)A运动的总路程.

网友回答

解:
(1)B做自由落体,下降高度为l时的速度为v0,根据vt2-v02=2ax得v0=
此时细绳被拉直,A、B速度的大小立即变成v1,设绳子对A、B的冲量大小为I,根据动量定理得对B:-I=mv1-mv0对A:I=2mv1解得细绳第一次被拉直瞬间绳对A冲量的大小
(2)由(1)可得A第一次离开地面时速度的大小v1=
从A离开地面到A再次回到地面的过程中,A、B组成的系统机械能守恒,假设A第一次上升过程距离地面的最大高度为x1,则解得????=
(3)从A离开地面到A再次回到地面的过程中,A、B组成的系统机械能守恒,所以,A再次回到地面时速度的大小依然为v1,即B再次回到距离地面高度为l时速度的大小也为v1.此后B做竖直上抛运动,落回距离地面高度为l时速度的大小还是v1.
根据(1)求解可得A第二次离开地面时速度的大小v2=
同理可求A第二次离开地面上升的最大高度为

A第n次离开地面时速度的大小vn=
同理可求A第n次离开地面上升的最大高度为
由于A的质量大于B的质量,A最终会静止在地面上.
所以A运动的总路程x=2(x1+x2+…+xn+…)==.
解析分析:(1)根据自由落体运动的规律可以求得下降高度为l时的速度,再根据动量定理可以求得对A的冲量的大小;
(2)根据A、B组成的系统机械能守恒,可以求得A上升的最大的高度;
(3)根据AB之间每次的相互作用,找出相互作用的规律,总结归纳可以求得A运动的总路程.

点评:根据AB之间的第一次的相互作用,分析总结之后的每次相互作用的规律,根据AB相互作用的规律来解答本题,找出规律是解决本题的关键.
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