如图所示,一根不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O,两端分别连接质量为m的小球A和质量为4m的物块B,物块B置于O点正下方的水平面上,拉直绳使OA水平,此时OA的长度为L。(1)小球

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第三定律/2022-10-30 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一根不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O,两端分别连接质量为m的小球A和质量为4m的物块B,物块B置于O点正下方的水平面上,拉直绳使OA水平,此时OA的长度为L
(1)小球A由静止释放绕O点转过90°时,求小球的速度大小和物块对地面的压力
(2)若保持A的质量不变,将B换成质量也为m的物块,使绳OA水平,当小球A由静止释放转到O点正下方时,物块B的速度大小为v,求小球A的速度大小和方向(设AB不会相碰,方向用三角函数表示)。

◎ 答案

(1)、mg 方向竖直向下(2)

◎ 解析

(1)对A球,OA转过90°的过程,设小球AO点正下方时的速度为v0,由机械能守恒得   mgL=      
解得  v0=                                                                                  (2分)
AO点正下方时,设绳对小球A的拉力为T,地面对物块的支持力为NB
对小球A有   T-mg=m
解得  T="3mg                                                                                " (2分)
绳对物块B的拉力T′=T=3mg
对物块B  解得
NB=mBg-T′=4mg-3mg="mg                                                       " (2分)
由牛顿第三定律可知,物块B对地面的压力大小
N′B=NB="mg " 方向竖直向下                                                                   (2分)
(2)设小球AO点正下方时的速度大小为vA,与水平向左方向成θ角斜向下,对小球A和物块B组成的系统,由机械能守恒有
mgL=                                                                             (3分)
解得 vA=                                                                                    (1分) 
小球AO点正下方时速度的竖直分量   vAy="V                                                                  " (2分)
速度分解如图所示
速度方向与水平向右夹角θ的正弦值
sinθ=                            (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一根不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O,两端分别连接质量为m的小球A和质量为4m的物块B,物块B置于O点正下方的水平面上,拉直绳使OA水平,此时OA的长度为L。(1)小球…”主要考查了你对  【牛顿第三定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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