教材選用:《創(chuàng)新思維》(一輪白皮書)第95-97頁(yè)。 為了您的方便,本課程將重點(diǎn)討論以下主題。
【易錯(cuò)提醒】
(1) 在上題中,物體A和環(huán)B的速度不相等,但物體A的速度和環(huán)B在繩子方向上的部分速度相等,所以在求解此類問(wèn)題時(shí),您必須確保了解通過(guò)輕繩連接的兩個(gè)物體之間的速度關(guān)系。
(2)在上題中,物體A和環(huán)B的位移也不同,所以我們必須找出它們之間的位移關(guān)系或者垂直方向高度變化的關(guān)系。
(3) 必須注意的是,由物體 A 和環(huán) B 組成的系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的。 單個(gè)物體A或環(huán)B的機(jī)械能不守恒,因?yàn)槔K子的拉力需要做功。 例如,在這道題中,輕繩對(duì) A 做正功機(jī)械能守恒,對(duì) B 做負(fù)功。
【分析】由于剛性桿不伸縮,滑塊a、b沿桿方向的分速度相等。 當(dāng)滑塊a落地時(shí),速度方向垂直向下,因此此時(shí)滑塊b的速度為零。 可以看出滑塊b由下式給出 當(dāng)它靜止時(shí),它先加速,然后減速。 分析滑塊b上的受力可知物理資源網(wǎng),桿先對(duì)滑塊b做正功,然后再做負(fù)功。 選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的; 因?yàn)橄到y(tǒng)的機(jī)械能守恒,所以桿對(duì)滑塊a做正功。 先做消極工作,再做積極工作。 做負(fù)功時(shí),滑塊a的加速度小于g。 做正功時(shí),滑塊a的加速度大于g。 選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的; 桿對(duì)滑塊a的彈力正好為零。 當(dāng) 時(shí),a 的機(jī)械能最小。 此時(shí)滑塊b的受力分析可知地面對(duì)b的支撐力正好等于mg。 根據(jù)牛頓第三定律,b對(duì)地面的壓力為mg。 選項(xiàng)D正確; 根據(jù)機(jī)械能守恒定律,mgh=21mv2,即v=,選項(xiàng)B正確。
[答案]BD
分析:在初始狀態(tài)下,細(xì)線的張力為零。 分析B的力時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧力F=mgsin θ=kx。 解為x=1 cm,A正確; 在最終狀態(tài)下,A 受到應(yīng)力。 受力分析機(jī)械能守恒,彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),彈簧力F=mgsin θ=kx,解為x=1 cm,B錯(cuò)誤; B、C和地球組成的系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧對(duì)系統(tǒng)做功,機(jī)械能不守恒。 C 錯(cuò)誤; 對(duì)于由A、B、C、彈簧和地球組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律得到2Mgx-θ=21(M+m)v2。 對(duì)于C,根據(jù)動(dòng)能定理我們得到2Mgx-W=21Mv2。 解為W=0.2 J。D是正確的。
答案:AD