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C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值解析升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程,它受重力、弹簧弹力两个力作用。当重力大于弹力时速度继续增大,当重力等于弹力时速度增大到最大,当重力小于弹力时,速度开始减小,最后减为零,因而速度是先增大后减小,所以选项C正确。假设升降机前一运动阶段只受重力作用,做初速度为零的匀加速直线运动,它下降了h高度,末速度为v,则v22gh后一运动阶段升降机只受弹力作用,做初速度为v、末速度为零的匀减速直线运动,把弹簧压缩了x,则v22ax所以2gh2ax
0kxkxkx2h而a2所以2hg2x即mm2mmgx
∑F
因为hx所以
kxkxmg2mgmg2即a低g所以选项D也正确mgmm
例4一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为θ30°,如图2104所示。一长为L的绳(质量不计),一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(可看做质点)。物体以速度v绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动。
f(1)当v1
gL时,求绳对物体的拉力;63gL,求绳对物体的拉力。2
(2)v2
解析当物体以某一速率绕圆锥体的轴线做水平匀面内的匀速圆周运动时,可能存在圆锥体对物体的弹力为零的临界状况,此时物体刚好与圆锥面接触但不发生形变。而当速率变大时,物体将脱离圆锥面,从而导致绳对物体的拉力大小和方向都要变化。因此,此题的关键是先求出临界状态下线速度的值。以小物体为研究对象,假设它与圆锥面接触,而没有弹力作用。受力如图2104甲所示,根据运动定律得:Tcosθmg①Tsi
θ
mv2Lsi
θ
3gL6

解得:v
(1)因为v1
gLv所以物体m与圆锥而接触且有压力,受力如图2104乙6
①②
所示,由运动定律得T1cosθNsi
θmg
v12T1si
θ-NcosθmLsi
θ
解得拉力:T1(2)因为v2
mg3316
3gLv,所以物体m脱离圆锥面,设绳子与轴线的夹角为,受力2
如图2104丙所示,由运动定律得:
2v2T2si
mLsi


T2cosmg

解得绳子拉力:T22mg例5如图2105所示,倾角为α的斜面和倾角为β的斜面具有共同的顶点P,在顶点上安装一个轻质小滑轮,重量均为W的两物块A、B分别放在两斜面上,由一根跨过滑轮
f的细线连接着,已知倾角为α的斜面粗糙,物块与斜面间摩擦因数为μ;倾角为β的斜面光滑,为了使两物块能静止在r
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