在地面上方足够高的地方，存在一个高度d=0.3m的“相互作用区域”．一个小圆环A套在一根均匀直杆B上，A和B的质量均为m，若它们之间发生

题文

在地面上方足够高的地方，存在一个高度d=0.3m的“相互作用区域”（如图中划有虚线的部分）．一个小圆环A套在一根均匀直杆B上，A和B的质量均为m，若它们之间发生相对滑动时，会产生f=0.5mg的摩擦力．开始时A处于B的最下端，B竖直放置，A距“相互作用区域”的高度h=0.2m．让A和B一起从静止开始下落，只要A处于“相互作用区域”就会受到竖直向上的恒力F作用（F=2mg），而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力．设杆B在下落过程中始终保持竖直，且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离．不计空气阻力，取g=10m/s2．求：（1）杆B刚进人“相互作用区域”时的速度．（2）圆环A通过“相互作用区域”所用的时间．（3）A刚离开“相互作用区域”时，圆环A和直杆B的速度．（4）假如直杆B着地时，A和B的速度刚好达到相同，这一速度是多少？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）设A和B一起静止下落至“相互作用区域”的速度为v1，根据动能定理有    2mgh=12•2mv21，代入数据解得：v1=2.0m/s （2）过程1：A在“相互作用区域”运动时，取方向向下为正方向，此过程中A受到竖直向下的重力mg、滑动摩擦力f和竖直向上的恒力F作用．设加速度aA1、末速度为vA、运动时间为t1，根据牛顿第二定律有：aA1=mg+f-Fm=-12g根据运动学公式有：vA=v0+aA1t1，d=v2A-v202a A1代入数据解出：t1=0.2s   t2=0.6s（不符题意，舍去）（3）A离开“相互作用区域”时的速度为 vA=v0+aA1t1=1m/s  B受到竖直向下的重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用同理有：aB1=mg-fm=12gvB=v0+aB1t1 代入数据：vB=3m/s（4）过程2：A离开“相到作用区域”后，因为vA＜vB，所以A受到竖直向下的重力mg和滑动摩擦力f的作用，B受到竖直向下重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用．设加速度分别为aA2、aB2，共同速度为v，运动时间为t2则有：aA2=mg+fm=32g，aB2=mg-fm=12g又v=vA+aA2t2，v=vB+aB2t2由上述四式代入数据解得：v=4m/s 答：（1）杆B刚进人“相互作用区域”时的速度是2m/s．（2）圆环A通过“相互作用区域”所用的时间是0.2m/s．（3）A刚离开“相互作用区域”时，圆环A和直杆B的速度分别是1m/s和3m/s．（4）假如直杆B着地时，A和B的速度刚好达到相同，这一速度是4m/s．

点击查看匀变速直线运动的位移与速度的关系知识点讲解,巩固学习

解析

12

考点

据考高分专家说，试题“在地面上方足够高的地方，存在一个高度d=.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的位移与速度的关系 ]考点的理解。

匀变速直线运动的位移与速度的关系

匀变速直线运动的速度-位移公式：

vt2-v02=2as。

适用条件：

匀变速直线运动

匀变速直线运动的速度-位移公式推导：

由可得，将t代入有可得，将t代入有，即

注意：

①是由公式

注意：

①是由公式推导而出，一般情况下，对同一过程不能联立三式求解。②关系式中一共有四个物理量，若求其中的一个物理量，需要知道其他的三个物理量。由可推得（v取正值还是负值根据情况判断），中一共有四个物理量，若求其中的一个物理量，需要知道其他的三个物理量。由可推得（v取正值还是负值根据情况判断），③位移与速度的关系式为矢量式，应用它解题时，若规定初速度的方向为正方向，a与同向时为正值，物体做匀加速运动，a与的方向为正方向，a与同向时为正值，物体做匀加速运动，a与反向时为负值，物体做匀减速运动。位移，说明物体通过的位移的方向与物体的初速度的方向相同，位移，说明物体通过的位移的方向与物体的初速度的方向相同，位移，说明位移的方向与初速度的方向相反。

知识点拨：

对位移和速度关系的两点提醒：

当初速度为零时：

初速度为初速度为0速度公式初速度为0速度公式位移公式位移公式速度—位移公式

null

null