题目内容
【题目】如图甲所示,物块与质量 为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水 平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和 小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g。求:
(1)物块的质量;
(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功。
【答案】(1)M=3m (2)
【解析】
(1)设物块质量为M,开始时,设压力传感器读数F0,则F0+mg=Mg;
当小球被抬高600角时,则对小球根据力的平行四边形法则可得:T=mgcos600,
此时对物块:1.25F0+T=Mg;解得:M=3m;F0=2mg
(2)当小球摆到最低点时,对物块:0.6F0+T1=Mg;
对小球:
对小球摆到最低点的过程,根据动能定理可知:,
联立解得:Wf=0.1mgl
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