如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊A與直立輕彈簧的上端連接,彈簧的下端固定在地面上,一質(zhì)量也為m的物塊B疊放在A的上面,A、B處于靜止?fàn)顟B(tài).若A、B粘連在一起,用一豎直向上的拉力緩慢上提B,當(dāng)拉力的大小為
mg2
時,A物塊上升的高度為L,此過程中,該拉力做功為W;若A、B不粘連,用一豎直向上的恒力F作用在B上,當(dāng)A物塊上升的高度也為L時,A與B恰好分離.重力加速度為g,不計空氣阻力,求:
(1)恒力F的大;
(2)A與B分離時的速度大。
分析:本題的關(guān)鍵是明確緩慢上提B時AB處于動態(tài)平衡,可以根據(jù)平衡條件列出②,當(dāng)用恒力時物體AB產(chǎn)生加速度,再分別對整體與A列出牛頓第二定律表達式⑤⑥,然后即可求出恒力F的大;再分別對兩個不同的過程列出動能定理,即可求出速度.
解答:解:(1)A、B靜止時設(shè)彈簧壓縮距離為x,應(yīng)有2mg=kx①
當(dāng)A、B粘連A上升高度為L時應(yīng)有
mg
2
+k(x-L)=2mg②
聯(lián)立①②兩式可得kL=
mg
2

由動能定理可得W+
E
 
p
-2mgL=0④
當(dāng)A、B不粘連時,對AB整體應(yīng)有F-2mg+k(x-L)=2ma⑤
對A應(yīng)有看k(x-L)-mg=ma⑥
聯(lián)立③⑤⑥解得F=
3mg
2

故恒力F的大小為
3mg
2

(2)當(dāng)A、B不粘連時由動能定理可得FL+
E
 
p
-2mgL=
1
2
m
v
2
 

聯(lián)立④⑦⑧可得v=
3mgL-2W
m

故A與B分離時的速度大小為v=
3mgL-2W
m
點評:明確物理過程,正確進行受力分析,然后選取相應(yīng)的物理規(guī)律,是解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小物體,在水平方向的勻強磁場B中,從傾角為
mg
IL
=
0.4
2×0.2
的絕緣光滑足夠長的斜面上由靜止開始下滑,求:
(1)此物體在斜面Q上運動的最大速度.
(2)此物體在斜面上運動的距離.
(3)此物體在斜面上運動的時間.

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如圖所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開始下落,然后進入高度為h2(h2>L)的勻強磁場.下邊剛進入磁場時,線圈正好作勻速運動.線圈的下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間t=0.15s.取g=10m/s2
(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B.
(2)求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間,線圈的加速度的大小和方向.
(3)在線圈的下邊通過磁場的過程中,線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少?通過線圈的電荷量q是多少?

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如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊恰好沿著傾角為θ的斜面勻速下滑.現(xiàn)對物塊施加一個豎直向下的恒力F.則物塊( 。

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如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點,小球在水平恒力F的作用下,從最低點A點拉至B點的過程中,力F所做的功為(  )

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精英家教網(wǎng)如圖所示,一質(zhì)量為m=1.0×10-2kg,帶電量為q=1.0×10-6C的小球,用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中,假設(shè)電場足夠大,靜止時懸線向左與豎直方向成37°角.小球在運動過程電量保持不變,重力加速度g取10m/s2
(1)求電場強度E.
(2)若在某時刻將細線突然剪斷,求經(jīng)過1s時小球的速度大小v及方向.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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