题目内容
如图,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为2m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住b球,此时b球离地高度为h,轻绳刚好拉紧,从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为( )
分析:本题可以分为两个过程来求解,首先根据ab系统的机械能守恒,可以求得a球上升h时的速度的大小,之后,b球落地,a球的机械能守恒,从而可以求得a球上升的高度的大小.
解答:解:设a球到达高度h时两球的速度v,此过程中,b球的重力势能减小转化为a球的重力势能和a、b球的动能.根据ab系统的机械能守恒得:
3mgh=2mgh+
?(3m+2m)v2
解得 两球的速度都为v=
,
此时绳子恰好松弛,a球开始做初速为v的竖直上抛运动,
同样根据机械能守恒:mgh+
mv2=mgH
解得a球能达到的最大高度 H=1.2h.
故选:D
3mgh=2mgh+
1 |
2 |
解得 两球的速度都为v=
|
此时绳子恰好松弛,a球开始做初速为v的竖直上抛运动,
同样根据机械能守恒:mgh+
1 |
2 |
解得a球能达到的最大高度 H=1.2h.
故选:D
点评:在a球上升的全过程中,a球的机械能是不守恒的,所以在本题中要分过程来求解,第一个过程系统的机械能守恒,在第二个过程中只有a球的机械能守恒.
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