题目内容

1.如图所示,质量mA=0.4kg,mB=0.2kg的弹性小球 A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,两绳末端与地面距离均为h0=1m,两小球距离绳子末端均为L=7m,小球A、B与轻绳的滑动摩擦力均为重力的0.4倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略绳与定滑轮之间的摩擦,取g=10m/s2,求
(1)将A、B两小球同时由静止释放时,A、B各自的加速度大小;
(2)A球落地时的速度大小.

分析 (1)对两球受力分析,根据牛顿第二定律分别求出A、B的加速度;
(2)明确两小球的运动过程,知道小球B先脱离细绳,再对A分析,根据位移关系列式即可求得A落地时的速度,

解答 解:(1)将A、B两小球同时由静止释放,因A球与绳子间的最大静摩擦力为1.6N,而B与绳子间的最大静摩擦力为0.8N,因此B球相对轻绳下滑,A球相对轻绳静止.对B和A,据牛顿第二定律结合题意可得:
mBg-0.4mBg=mBaB
mAg-0.4mBg=mAaA
代入数据解得:aA=8m/s2,aB=6m/s2
(2)设经过时间t小球B脱离绳子,小球A下落高度为h1,获得速度为v1,落地速度为v2,根据题意可得:
$\frac{1}{2}$aAt2+$\frac{1}{2}$aBt2=l
vA=aAt
v22-v12=2aA(l+h0-h1
代入数据解得:v2=12m/s
答:(1)将A、B两小球同时由静止释放时,A、B各自的加速度大小分别为8m/s2和6m/s2
(2)A球落地时的速度大小为12m/s.

点评 解决本题的关键理清A、B两球在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.要注意明确B和绳之间的滑动摩擦力,而A和绳之间的为静摩擦力,其大小等于B受绳的摩擦力.

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