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如图所示,质量为M的小球被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球相连.若将M由杆呈水平状态开始释放,不计摩擦,竖直绳足够长,则当杆转动到竖直位置时,m的速度是多大?
有一位同学的解如下:棒转到竖直位置时,M球下落距离L,绳与竖直方面成45°角,m球上升的高度为h=
L ①
设此时M球、m球的速度分别为vM、vm.有vM=vm ②
在整个运动过程中,由机械能守恒得:
MgL-mg
③ 由以上3式可得出m球的速度。你认为这位同学的解有没有不妥之处,如有请指出,并求出正确的结果。
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设小球到最高点A时的速度为υ,由机械能守恒定律:
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
|
小球飞行时间:t=
|
|
落地点与B点的距离:S=vt=1×0.283米=0.283米
你认为该同学的结论是否正确?如果你认为正确,请定性说明理由;如果你认为不正确,也定性说明理由(不必算出正确结果).
某同学给出了如下的解答:
设在时间t内,床垫对运动员的平均作用力大小为F,运动员刚接触床垫时的速率为v1,刚离
开床垫时的速率为v2,则由动量定理可知Ft=△p①△p=mv2-mv1②
由机械能守恒定律分别有
| 1 |
| 2 |
| 2gh1 |
| 1 |
| 2 |
| 2gh2 |
由①②③④式联立可得 F=
m
| ||||
| t |
该同学解答过程是否正确?若不正确,请指出该同学解答过程中所有的不妥之处,并加以改正.
由于A、B环是系在同一根细线两端,所以它们的速度大小相等,即
vA=vB①
A环下落的高度h=Lsin53°②
由机械能守恒定律mgh=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
由方程①、②、③解出vA、vB的大小即可.
问:你同意上述解题过程吗?若同意,求出vA、vB的大小;若不同意,指明错误之处并求出你认为正确的结果.
在弹性海绵垫的正上方h1高处,将重为G的小球以速率v0竖直下抛,落垫后反弹的高度为h2.设球与海绵垫第一次接触的时间为t,求在此时间内球对海绵垫的平均作用力的大小.(空气阻力不计,重力加速度为g)
吴仑同学给出了如下解答:设在时间t内海绵垫对球的平均作用力大小为F,球第一次刚接触海绵垫时的速率为v1、刚离开海绵垫时的速率为v2,则由动量定理得
Ft=Δp ①
Δp=mv2-mv1 ②
由机械能守恒定律得
mv02+mgh1=
mv12 ③
mv22=mgh2 ④
由①②③④式求得F=
. ⑤
(解题过程到此结束)
试指出上述解答过程中是否有不妥之处,若有,请指出其不妥之处,并给出正确的解答.
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