题目内容
【题目】有一个固定的光滑直杆,该直杆与水平面的夹角为53°,杆上套着一个质量为m=2 kg的滑块(可视为质点)。
(1)如图甲所示,滑块从O点由静止释放,下滑了位移x=1 m后到达P点,求滑块此时的速率。
(2)如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7 kg的物块通过光滑的定滑轮相连接,细绳因悬挂M而绷紧,此时滑轮左侧绳恰好水平,其长度L=m(如图乙所示)。再次将滑块从O点由静止释放,求滑块滑至P点的速度大小。(整个运动过程中M不会触地,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2)
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:(1)滑块下滑位移1m时下落的高度,滑块下落过程中只有重力做功,根据动能定理得:。
(2)由于图中杆子与水平方向成53°,可以解出图中虚线长度:,所以滑块运动到P时,m下落,M下落,当m到达P点与m相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零,即M速度为零,全过程两物体减小的重力势能等于m物体的动能增加:,解得:
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