求一道物理题的详细解析

质量为M1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为M2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A.B都处于静止状态。一条不可伸长轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。现挂钩上挂一质量为M3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为(M1+M2)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地时D的速度大小是多少?已知重力加速度为g

解析
开始时,A、B 静止,设弹簧压缩量为x1,有
kx1=m1g ①
挂C并释放后,C向下运动,A 向上运动,设B刚要离地时弹簧伸长量为x2,有
kx2=m2g ②
B不再上升,表示此时A 和C的速度为零,C已降到其最低点。由机械能守恒,与初始状态相比,弹簧弹性势能的增加量为
ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2) ③
C换成D后,当B刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同,由能量关系得
(1/2)*(m3+m1)v^2+(1/2)*m1v^2=(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE ④
由③ ④ 式得(1/2)*(m3+2m1)v^2=m1g(x1+x2) ⑤
由①②⑤式得v=√{(2m1(m1+m2)g^2)/((2m1+m3)k)} ⑥

求问第④式是怎么得的?为什么要计算△E?运用了机械能定理的哪一个公式?

第④式是根据动能定理得到的,左边的是动能的变化量,右边的是合外力做的总功
计算△E是因为弹簧对物体做负功,直接计算难以计算,故计算弹簧弹性势能的增加量△E,可得出弹簧对物体做的负功
运用了动能定理公式追问

动能变化量不是 Ek末-Ek初吗? 为什么④会是加?还有④式中为什么要多减个m1g(x1+x2)?谢谢了

追答

你好,你给的题目与原题有出入,应该为“(M1+M3)的物体D”

这样我们就可以知道:

(1/2)*(m3+m1)v^2+(1/2)*m1v^2=(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE ④
其中的(1/2)*(m3+m1)v^2为物体D增加的动能,(1/2)*m1v^2为物体A增加的动能,因为A、D两物体的初动能都为0,题目便将其省去了。所以你看到的是“+”号。

④式中为什么要多减个m1g(x1+x2)?

因为物体A在这个过程中向上移动(x1+x2)的距离,重力势能增加了这么多,即重力做了负功m1g(x1+x2),所以要减去。

而此时B物体刚刚离开地面,其重力势能、动能变化可忽略不计。故没有计算B物体。

这里用到了系统的动能定理,即:外力做的功与内力做的功之和等于系统动能的增量。

满意请采纳,望加分,谢谢。

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
无其他回答

求一道物理题的解
(1)AB段是匀速直线运动。v=10m\/s 此时牵引力等于阻力,F牵引=f阻 又额定功率P0=F牵引*v=f阻*v1 所以f阻=P0\/V1=20000\/10=2000N (2)15s后汽车匀速运动。此时又有P0=f2v2 f2=P0\/V2=20000\/5=4000N 汽车刚到B处时牵引力F牵引=f1=2000N 所以F牵引-f2=ma2 a2=(2000-4000)\/2000=-1...

一道高一物理题,求解。
1、根据题意,小球在A点的速度放下恰好沿着圆弧的切线方向,即速度方向与A点的半径垂直,由此可知,A点的速度方向与水平方向的夹角为53°(可以通过几何知识得到),A点的速度可以看成水平方向速度和竖直方向速度的合速度,水平方向的速度大小正好等于平抛的初速度V 竖直方向的速度可以根据自由落体运动来...

物理题求详细解析,急急急
解析:R与灯串联关系。只要灯还亮,故障就肯定是不是断路。串联断路没有电流,灯不会发光的。灯变亮了,说明电流变大,所以,只可能是短路。而灯短路,灯不亮;故短路的是R。这时,电路中只有一个灯。故变得更亮。不明追问。

求解一道物理题,关于动量守恒定律的(需要详细解析)
解一:列车及脱钩车厢所受的总的阻力等于牵引力 ,所以 ,列车及车厢水平方向上总动量守恒 ,可得 :Mv = (M - m)v' 解得 :v' = Mv \/ (M - m)解二 :设列车所受阻力与质量的比值为 k ,则对于脱钩的车厢 ,所受的阻力为 f1 = k m (k 为常数)对脱钩的车厢 ,做减速运动的...

一道物理题 求解答 要过程 谢谢
答案:D 解析:选择不同的参照物,物体的运动状态可能不同,这是运动和静止的相对性。所以,AB都片面了。如果以电梯为参照,电梯相当于“静止”,手里的书就像人站在地面上掉落时一样,会直接落地。也就是说,答案是D。如果以地面为参照物,因为电梯是上升的,书也是上升的,这个时候书掉了,地面上...

一道高一的物理题,写一下过程吧,谢谢
解:①小球受重力和绳子拉力作用,合力方向水平向右.故加速度水平向右,则小车可能向右匀加速或向左匀减速.②小球所受合力F=tanα*m球g 小车加速度a=F\/m球=tanαg 木箱在水平方向上只受摩擦力,和小车一起做匀加速运动 所以 F摩擦=ma=tanα*mg 摩擦力方向与小车加速度方向一致,水平向右....

求解一道物理题,关于动量守恒定律的(需要详细解析)
方法一:车厢脱钩,牵引力不变,总摩擦力也不变,所以列车总动量不变。Mv=(M-m)v1+m*0 ∴v1=Mv\/(M-m)方法二(牛二):设牵引力为F,则总摩擦力为f=F 脱钩后,f1=(M-m)F\/M f2=mF\/M 对于m:加速度a2=f2\/m=F\/M 到静止时间t=v\/a2=Mv\/F 对于M-m:加速度a1=(F-f1...

一道物理题,高手请进(有过程,谢谢)
解:1、小行星的公转周期。因为小行星在地球轨道外侧,所以小行星的公转周期大于地球的公转周期;小行星相邻两次与地球相距最近的时间间隔为t,说明在t这段时间,地球比小行星刚好多转一圈,设小行星的公转周期为T',即:t\/T-t\/T'=1 所以,T'=Tt\/(t-T)2、地球和星星绕太阳做圆周运动的向心加...

一道物理题,跪求答案和解析。。。
解:当S断开时,原电路是R2、R3串联后跟R1并联,然后再跟R4串联。故 R23=R2+R3=2+4=6(Ω)R123=(R23×R1)\/(R23+R1)=6×3\/(6+3)=2(Ω)RAB=R123+R4=2+3=5(Ω)当S闭合后,原电路等效于R2、R4并联,然后再跟R1串联,最后再跟R3并联。故:R24=R2×R4\/(R2+R4)=2×2\/(2+2)...

拜托大家帮解一下这道物理题,我急啊,拜托个位啦!
你好、解析:1、 煤块在光滑斜面上做的是匀加速直线运动,设加速度为a1,对煤块进行受力分析 可得: 在斜面时加速度 a1=gsin30° =10 * ½ = 5 , ① 设滑到斜面最低处,也即拐角处时速度为V1,则有 (V1)²\/ 2a1 = 0.1 m , ② 将①式代入②式,可得...

相似回答