题目内容
如图所示,在高为的木箱
的水平底板上静置着一个质量为
的小物块
,现用一电动机向上拉木箱,使木箱由静止开始向上运动,且保持电动机的输出功率不变,经时间
木箱达到最大速度,若此时让木箱突然停止运动,小物块由于惯性会继续向上运动,且恰好到达木箱的顶端,空气阻力不计,木箱和小物块的总质量为
,重力加速度为
,求:
(1)木箱的最大速率vm;
(2)木箱在时间内上升的高度
。
解析:(1)木箱以恒定功率由静止开始向上运动,做加速度减小的变加速运动,木箱突然停止后,物块将做竖直上抛运动,在
上升的过程中,
由机械能守恒定律可得=
(2分)
可得木箱的最大速度 (1分)或用运动学的公式做对结果也给这3分。
(2)木箱和物块从静止至达到最大速度的过程中,受重力和电动机的牵引力作用,
由动能定理得 (2分)
达到最大速度时有 (2分)
解得 (1分)

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